مطالعه تئوری خواص الکترونی و مغناطیسی اکسید قلع (sno2) آلایش یافته با عناصر واسطه

نیمرسانای اکسید قلع با گاف نواری پهن، به دلیل داشتن خواص الکتریکی و اپتیکی مطلوب، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. آلایش آن با عناصر واسطه مغناطیسی، منجر به استفاده از آن در صنایع اسپینترونیک می شود. در این پایان نامه خواص ساختاری، الکترونی، مغناطیسی و اپتیکی اکسیدقلع خالص و آلاییده با کبالت، آهن و منگنز، با استفاده از کد محاسباتی wien2k، مورد بررسی قرار گرفته است، برای محاسبات، تقریب های gga و lda، برای ساختار خالص و از تقریب gga، برای ساختارهای آلاییده، استفاده گردید. با بررسی چگالی حالت های جزئی اکسید قلع مشخص شد که حالت های پیوندی از هیبریداسیون حالت های p2-o و s5-sn و همچنین از هیبریداسیون حالت های p2-o و p5-sn ایجاد می گردند. با بررسی چگالی حالت های جزئی اکسید قلع آلاییده با عناصر واسطه مشخص شد که بیش ترین سهم در چگالی حالت ها در نزدیکی تراز فرمی در نوار ظرفیت و نوار رسانش، مربوط به اوربیتال های d3-tm می باشد. آلایش عناصر مغناطیسی نشان داد که به ازای غلظت 5/12% کبالت و آهن، در حالتی که دو یون مغناطیسی در مجاورت هم قرار گرفته اند، فاز پایدار مغناطیسی، فرومغناطیس و در حالت منگنز، پادفرومغناطیس می باشد. همچنین مشخص شد که به ازای غلظت 5/12% آهن و منگنز، در حالتی که دو یون مغناطیسی نسبت به هم دور هستند، فاز پایدار مغناطیسی پادفرومغناطیس می باشد. در آلایش 25% به ازای هم? عناصر، فاز پایدار مغناطیسی فرومغناطیس می باشد. با بررسی نمودارهای طیف اپتیکی نمونه های sn1-xtmxo2 مشخص شد که با افزایش غلظت آلایش، شدت اولین قله در نمودارهای جذب افزایش می یابد ولی در مورد قله های بعدی، کاهش می یابد، همچنین با افزایش غلظت آلایش تا 5/12%، پدیده جابه جایی قرمز در نمودارهای جذب اپتیکی مربوط به ساختارهای sn1-xtmxo2 مشاهده شد و به ازای غلظت های بالاتر، بسته به نوع عنصر tm، جابه جایی قرمز یا جابه جایی آبی، مشاهده گردید.