文章摘要:磁性半导体材料在自旋电子器件领域具有重要应用前景. 本文设计了一些基于磁性半导体NiBr₂单层的纳米器件结构， 并采用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法， 研究了其自旋输运和光电性质. 结果表明， 在不同的输运方向（扶手椅形和锯齿形）， NiBr₂单层pn结二极管表现出明显的整流效应以及自旋过滤效应， 这两种效应在其亚3纳米pin结场效应晶体管中也同样存在. NiBr₂单层pin结场效应晶体管的电子传输会明显受到栅极电压的调控， 电流随着栅极电压的增大明显受到抑制. 另外， NiBr₂单层对蓝、绿光有较强的响应， 其光电晶体管在两种可见光的照射下可以产生较强的光电流. 本文研究结果揭示了NiBr₂单层的多功能特性， 为镍基二卤化物在半导体自旋电子器件和光电器件领域的应用提供了重要参考.

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项目基金:国家自然科学基金(批准号:11774079),河南省高校科技创新人才(批准号:20HASTIT026),河南省高等学校重点科研项目(批准号:22A140020),河南省优秀青年基金(批准号：202300410226)；