钙掺杂调控Sr2-xCaxCrOsO6多功能特性：面向高温自旋电子学与能源转换的能带工程研究

本文通过第一性原理计算（DFT）和蒙特卡洛模拟，系统研究了双钙钛矿Sr2CrOsO6及其钙掺杂衍生物（x=0.5）的电子结构（半金属性）、磁学特性（居里温度TC达724K）和光学响应（吸收系数54 cm?1@3.6eV）。研究发现Cr-O-Os超交换作用主导的100%自旋极化率可通过Ca掺杂调控（降至50%），为自旋电子学（spintronics）器件和光电转换材料设计提供新思路。

　　

Highlight

Ab initio computations

采用基于密度泛函理论（DFT）的WIEN2k代码，我们对Sr_2-xCa_xCrOsO₆（0<>

Electronic characteristics

态密度（TDOS/PDOS）与能带结构联合分析揭示了Sr₂CrOsO₆的半金属特性：费米能级处上自旋通道呈现0.951eV直接带隙（W-Γ点），而下自旋通道保持金属性，自旋极化率接近100%。钙掺杂后，上自旋带隙增至1.162eV，但自旋极化率显著降低至50%，形成独特的"半金属-半退化"过渡态。

Conclusion

通过第一性原理计算，我们揭示了钙掺杂如何通过晶格收缩（BO₆八面体畸变）调控Sr₂CrOsO₆的多功能特性。这种"原子尺度剪裁"策略为开发高温自旋电子器件（T_C调控范围520-724K）和高效光电材料（吸收边红移）提供了理论蓝图。