第一行元素掺杂的CdS单层中的磁性能：密度泛函理论研究

使用第一性原理计算，我们研究了非磁性（NM）原子X（X = B，C，N和O）掺杂的CdS单层的结构，电子和磁性。 对于B，C，N和O掺杂的系统，每个超级电池的总磁矩分别约为1.0、2.0、1.0和0.0 mu（B）。 随着X元素电负性的增加，局部磁矩趋于局部化，杂质态逐渐接近主体CdS的价带最大值。 我们发现，每个超级电池中一个S原子被B或C原子取代的CdS单层是半金属（HM），而每个超级电池中具有N原子的CdS单层是铁磁（FM）半导体。 至于单氧掺杂的情况，该系统仍然是半导体。 在每个超级电池中有两个S原子被X（= B，C和N）原子取代后，掺杂X的CdS系统表现出各种磁性基态。 由于双交换和超级交换之间的竞争，两掺CdS系统显示出NM和抗磁（AFM）行为，而两掺CdS系统显示出具有居里温度的HM铁磁性。 280K。然而，两N掺杂的CdS系统是具有弱AFM基态的半导体。 我们的研究表明，NM元素掺杂是调节CdS单层中磁和电子性能的有效途径。