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摘要

采用固相反应法制备了Cu掺杂ZnO样品. 在室温下Cu含量3%的样品在室温下表现为铁磁性. 样品为n型半导体，载流子的浓度为1015cm-3. 利用密度泛函理论（DFT+U）计算了CuZnO体系的Cu2+O2-Cu2+，Cu2+VoCu2+，Cu2+Vo+Cu2+，Cu2+Vo+ +Cu2+磁交换耦合作用，给出了不同束缚电荷的氧空穴Vo与Cu2+离子之间的超交换机理，提出了CuZnO 体系中铁磁性机理为Cu2+Vo++Cu2+束缚磁极化子模型.

关键词:

Abstract

Cux Zn1-xO were synthesized via the solid-state reaction route. Ferromagnetism was detected when the Cu percentage was bigger than 3%. The compounds were found to be the N-type semiconductors with a carrier concentration of 1015 cm-3. The DFT+U method was employed to calculate the magnetic exchange coupling of the Cu2+O2-Cu2+, Cu2+VoCu2+, Cu2+Vo+Cu2+, Cu2+Vo++Cu2+ in the CuZnO system, where Vo denoted the vacancy of oxygen. Different bound charge transfer schemes between the Vo and Cu2+ ions were revealed. The origin of the ferromagnetism was determined within the framework of the Cu2+Vo++Cu2+ bound magnetic polarons.

Keywords:

作者及机构信息

1.
2.

基金项目:福建省教育厅A类科技项目（批准号：JA12283）、泉州市科技项目（批准号：2012G11）、泉州市优秀人才培养专项经费（批准号：12A17）、Oulu University Strategic Funding，The grant from Research Council for Natural Sciences and Engineering of the Academy of Finland 资助的课题.

Authors and contacts

1.
2.

Funds:Project supported by the Science and Technology Project of Department of Education, Fujian Province, China (Grant No. JA12283), the Science and Technology Program of Quanzhou, China (Grant No. 2012G11), the Quanzhou Excellent Talents Training Grant, China (Grant No.12A17), the Oulu University Strategic Funding, and the Research Council for Natural Sciences and Engineering of the Academy of Finland.

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