本文第一部分利用第一性原理計算方法研究了多個系列的Heusler合金的能帶結(jié)構(gòu)和磁性質(zhì),并通過電弧熔煉獲得了部分合金,相關(guān)合金的晶體結(jié)構(gòu)和磁性質(zhì)通過X射線衍射和磁測量等手段進(jìn)行了研究。通過分子軌道雜化理論和Slater-Pauling法則分析了半金屬能隙的起源和可調(diào)控性,給出了磁性和價電子數(shù)之間的關(guān)系,以及歸納了如何基于相關(guān)理論設(shè)計兼具有新型能帶結(jié)構(gòu)和磁性質(zhì)的材料,相關(guān)結(jié)果如下:合成了一類新 LiMgPdSn 型四元 Heusler 合金 CoFeTiZ(Z = Ga、Si、Ge、Sn、P、As和Sb等),并通過第一性原理計算方法預(yù)測了這類合金的半金屬性,即費(fèi)米能級處的電子態(tài)具有100%自旋極化率。同時發(fā)現(xiàn)其原胞價電子數(shù)(Nv)和分子磁矩(Mt)的關(guān)系符合Mt = Nv-24,即著名的Slater-Pauling法則。通過比較p-d和d-d雜化,揭示了主族元素對費(fèi)米面附近的態(tài)密度及凈磁矩貢獻(xiàn)很小,但對穩(wěn)定半金屬能隙及激活Co、Fe的凈自旋磁矩具有非常顯著的作用。在實驗上成功獲得了接近單相的CoFeTiGa1-xSbx(x=0～1)合金,實驗得到的飽和磁矩和理論計算值相符合,進(jìn)一步驗證了...

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學(xué)位級別】：博士

本文編號：3878499