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The origin of room temperature ferromagnetism mediated by Co-V-Zn complexes in the ZnO grain boundary

机译：ZnO晶界中的Co-V-Zn复合物介导的室温铁磁性起源

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Ferromagnetism in polycrystalline ZnO doped with Co has been observed to be sustainable in recent experiments. We use first-principle calculations to show that Co impurities favorably substitute at the grain boundary (GB) rather than in the bulk. We reveal that room-temperature ferromagnetism (RTFM) at the Co-doped ZnO GB in the presence of Zn vacancies is due to ferromagnetic exchange coupling of a pair of closely associated Co atoms in the GB, with a ferromagnetic exchange coupling energy of similar to 300 meV, which is in contrast to a previous study that suggested the O vacancy-Co complex induced ferromagnetism. Electronic structure analysis was used to predict the exchange coupling mechanism, showing that the hybridization of O p states with Co and Zn d states enhances the magnetic polarization originating from the GB. Our results indicate that RTFM originates from Co clusters at interfaces or in GBs.
机译：在近期实验中被观察到掺杂CO的多晶硅ZnO中的铁磁性。 我们使用第一原则计算来表明CO杂质有利地替代晶界（GB）而不是散装。 我们揭示了Zn空位存在的共掺杂ZnO GB的室温铁磁性（RTFM）是由于GB中一对紧密相关的CO原子的铁磁交换耦合，具有类似于的铁磁交换耦合能量 300 MeV，与先前的研究相反，建议o空位-Co复杂的铁环作用。 用于预测交换耦合机制的电子结构分析，表明O P状态与CO和Zn D态的杂交增强了源自GB的磁极化。 我们的结果表明RTFM源自接口或GBS的CO集群。

著录项

  • 来源
    《RSC Advances》 |2016年第56期|共7页
  • 作者

    Devi Assa Aravindh Sasikala; Roqan Iman S.;

  • 作者单位

    King Abdullah Univ Sci &

    Technol Phys Sci &

    Engn Div PSE Thuwal 239556900 Saudi Arabia;

    King Abdullah Univ Sci &

    Technol Phys Sci &

    Engn Div PSE Thuwal 239556900 Saudi Arabia;

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  • 正文语种 eng
  • 中图分类 化学;
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