磁性半导体和半金属的第一性原理研究的开题报告.docx

磁性半导体和半金属的第一性原理研究的开题报告

1.研究背景

磁性半导体和半金属材料因其独特的电子结构和磁性性质在信息存储、自旋电子学等领域具有重要应用价值。其中，磁性半导体是指在半导体基础上引入铁磁元素或其化合物，使其在室温下具有较强的铁磁性质；而半金属则是指只有其中一种自旋态能够导电的材料。

目前，通过第一性原理计算方法可以对磁性半导体和半金属材料的电子结构、磁性性质进行比较精确的理论研究。但是，目前对于这些材料的原子结构、磁性性质以及其与磁场、压力等外场的相互作用的理解还不够深刻，需要进一步的研究。

2.研究内容

本文将采用第一性原理计算方法，研究磁性半导体和半金属材料的电子结构、磁性性质以及与磁场、压力等外场的相互作用。具体研究内容如下：

（1）磁性半导体和半金属材料的基本电子结构和磁性性质的计算，并通过材料性质的比较分析，深入探究其磁性行为的规律。

（2）探究磁性半导体和半金属材料中不同原子的磁性贡献，并研究磁性贡献与晶格畸变的关系。

（3）研究磁性半导体和半金属材料在外磁场和压力下的磁性行为，并探究不同外场对于材料电子结构的影响。

3.研究意义

本研究将对磁性半导体和半金属材料的物理性质以及其潜在应用提供深入的理解和研究基础。同时，本研究将扩展第一性原理计算方法在磁性材料研究中的应用，为实际应用提供理论支持。

4.研究方法

本研究将采用第一性原理计算软件VASP进行计算，基于密度泛函理论，采用平面波基组和赝势方法，在GGA-PW91近似下进行材料性质的计算。

5.预期结果

本研究预期将得出磁性半导体和半金属材料的基本电子结构和磁性性质，并深入探究其磁性行为的规律。同时，将研究磁性半导体和半金属材料中不同原子的磁性贡献，并研究磁性贡献与晶格畸变的关系。最终，将探究磁性半导体和半金属材料在外磁场和压力下的磁性行为，并探究不同外场对于材料电子结构的影响。