Skip to main content
SUPERVISOR
Ismaeil Abdolhosseini Sarsari,Seyed Javad Hashemifar
اسماعیل عبدالحسینی سارسری (استاد مشاور) سید جواد هاشمی فر (استاد راهنما)
 
STUDENT
Vajiheh Nasresfahani
وجیهه نصراصفهانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Investigation of the surface reconstruction effects on the electronic and magnetic properties of CaN monolayer on Si(001)
Ferromagnetic-semiconductor junctions are very attractive in the science and technology of Spintronics. Among various classes of ferromagnets, half-metals are under special attention, because of their high potential for spin-injection into semiconductors. CaN crystal in metastable zinc blende structure, because of incomplete occupation of the anion p-orbital, is a half-metallic ferromagnet and thus its thin films may be proper sources for spin injection into Si semiconductor. In this research, density functional computations are used to investigate CaN/Si(001) junction and the effects of surface reconstruction on the electronic and magnetic properties of a CaN monolayer on the Si(001) surface. The most stable reconstruction pattern was argued to be c(4×2) and then a CaN monolayer are put on this surface by considering two terminations and probable configurations. The obtained results indicate nonmagnetic behavior of all investigated interface configurations. In order to study non-stoichiometric interface configurations, we added some nitrogen atoms to the stable stoichiometric configuration and relaxed again the system. It was found that the systems including 4 and 6 extra nitrogen atoms, per c(4×2) surface unit cell, may exhibit magnetic property.
پیوندگاه های فرومغناطیس-نیم رسانا از سامانه های مورد توجه در علوم و فناوری اسپینترونیک هستند. در این میان فرومغناطیس های نیم فلز توجه ویژه ای را به خود معطوف کرده اند، زیرا طبق بررسی های نظری، دارای پتانسیل بسیار بالایی برای تزریق اسپین به نیم رسانا هستند. از این دسته می توان بلور CaN را نام برد که در ساختار شبه پایدار بلندروی یک فرومغناطیس نیم فلز است و مغناطش آن ناشی از پرشدگی ناقص اربیتال p آنیون هاست. رفتار فرومغناطیسی این سیستم غالبا همراه با خاصیت نیم فلزی بوده و بنابراین لایه های نازک آن می توانند به عنوان منبع تزریق اسپین به نیم رساناها در قطعات اسپینترونیکی باشند. در این پژوهش با استفاده از محاسبات مبتنی بر نظریه ی تابعی چگالی به بررسی پیوندگاه CaN/Si(001) پرداخته و اثر بازآرایی سطحی در خواص الکترونی و مغناطیسی تک لایه ای CaN روی سطح Si(001) به تفصیل مورد بررسی قرار می گیرد. پایدارترین الگوی بازآرایی c(4×2) انتخاب شده و سپس تک لایه ای از CaN از دو پایانه و با چینش های محتمل بر روی آن قرار گرفته است. نتایج حاکی از هم ارزی و غیرمغناطیسی بودن پایدارترین سیستم های دو پایانه است. به منظور بررسی احتمال مغناطیسی بودن سیستم تعداد نیتروژن ها افزایش یافته و مشخص شد که سیستم های دارای 4 و 6 نیتروژن اضافه مغناطیسی هستند. سیستم دارای 6 نیتروژن اضافه نیم رسانای مغناطیسی است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی