Heusler型半金属和磁相变材料新发现与物性研究

发布时间：2024-01-14 15:36

　　本文第一部分利用第一性原理计算方法研究了多个系列的Heusler合金的能带结构和磁性质,并通过电弧熔炼获得了部分合金,相关合金的晶体结构和磁性质通过X射线衍射和磁测量等手段进行了研究。通过分子轨道杂化理论和Slater-Pauling法则分析了半金属能隙的起源和可调控性,给出了磁性和价电子数之间的关系,以及归纳了如何基于相关理论设计兼具有新型能带结构和磁性质的材料,相关结果如下:合成了一类新 LiMgPdSn 型四元 Heusler 合金 CoFeTiZ(Z = Ga、Si、Ge、Sn、P、As和Sb等),并通过第一性原理计算方法预测了这类合金的半金属性,即费米能级处的电子态具有100%自旋极化率。同时发现其原胞价电子数(Nv)和分子磁矩(Mt)的关系符合Mt = Nv-24,即著名的Slater-Pauling法则。通过比较p-d和d-d杂化,揭示了主族元素对费米面附近的态密度及净磁矩贡献很小,但对稳定半金属能隙及激活Co、Fe的净自旋磁矩具有非常显著的作用。在实验上成功获得了接近单相的CoFeTiGa1-xSbx(x=0～1)合金,实验得到的饱和磁矩和理论计算值相符合,进一步验证了...

【文章页数】：138 页

【学位级别】：博士

本文编号：3878499