【摘 要】
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Heusler合金自发现以来吸引了越来越多人们的关注,其丰富的物理特性和应用功能,使之成为了开发新型功能型材料的重要来源,在航空航天、计算机、医疗等领域有着巨大的运用价值
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Heusler合金自发现以来吸引了越来越多人们的关注,其丰富的物理特性和应用功能,使之成为了开发新型功能型材料的重要来源,在航空航天、计算机、医疗等领域有着巨大的运用价值。本文从第一性计算原理出发,基于密度泛函理论下,采用广义梯度近似,对一系列掺杂后的合金进行理论研究,为实验提供理论依据。主要成果概括如下:1、对Mn32Co16-xFexSn16(0<x≤4)系列合金通过采用第一性原理计算进行了理论研究。掺Fe后的合金中,带隙宽度因Fe元素的掺入而发生改变,自旋翻转强度降低。Mn(A)和Mn(B)呈平行排列,不同于未掺杂时的反平行排列。这是由于Fe的掺入使合金从反铁磁性向铁磁性转变。2、通过第一性原理计算,Mn和Sn双替位掺杂调控了Mn2CoGa合金的能带结构,获得了一种新的自旋无带隙半导体合金Mn2.25Co0.75Ga0.5Sn0.5。过渡族元素掺杂可以调节自旋向上和自旋向下的带隙宽度,主族元素掺杂可以调节材料的自旋劈裂和费米面的位置。3、归纳总结了电子计数规则,分析半金属带隙起源,开启了寻找半金属的新途径。主要提出了一下观点:(1)在不同的半金属Heusler化合物中发现了三种电子计数规则:Mt=Zt-18、Mt=Zt-24和Mt=Zt-28;(2)半金属能带隙可能出现在自旋向上能带中;(3)不同的Heusler合金遵守相同的电子计数规则,其半金属带隙也可能起源于不同的机制。
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