MgH2生成焓的基準計算和哈斯勒化合物ZrMnVZ和ZrCoFeZ(Z=Si,Ge)的第一性原理研究.pdf

1、第一部分是早期的工作。主要致力于儲氫材料MgH2的研究。我們通過團簇簇外推近似的方法，基本的消除了量子蒙特卡羅計算中普遍存在的有限尺寸誤差，比通常使用的周期性邊界條件好很多。正因如此，我們通過量子蒙特卡羅得到了精度非常高的MgH2的生成焓，與實驗值非常接近。所以我們認為，這種方法是可以被廣泛使用的。
　　然后我們將研究重點放在了自旋電子學領域。隨著微電子工業(yè)的興起，自旋電子學已經成為一個熱門的研究領域，在日常生活中也有著廣泛的應用

2、價值。而這其中半金屬性作為一種非常重要的磁學性質，被廣泛的關注和研究。隨著研究的逐步深入，各種具有半金屬性的材料相繼被發(fā)現。其中，哈斯勒化合物因具有特定的空間構型及非常多樣的組成成分，并且本身就是以各種特殊的磁學性質而被認知，所以很快發(fā)現，哈斯勒化合物蘊含著多種多樣的半金屬材料，使其成為一個挖掘半金屬材料的一大場所。所以近年來，在哈斯勒化合物中，發(fā)現了大量的半金屬性材料，成為推動自旋電子學發(fā)展的一大動力。
　　接下來本文用完全勢局

3、域軌道最小基代碼（full-potential local-orbital minimum-basis code,FPLO）對哈斯勒化合物ZrMnVZ和ZrCoFeZ(Z=Si,Ge)，通過第一性原理進行了深入研究。
　　第二部分的計算結果表明，ZrMnVSi。ZrMnVGe和ZrCoFeSi為鐵磁性半金屬材料，它們的半金屬能隙分別為0.14 eV,0.18 eV和0.22 eV，并且在較大的外界壓強變化下維持此半金屬性。另外也發(fā)

4、現ZrCoFeGe為近半金屬材料，其平衡晶格常量下的自旋極化率達98.99％。當施加0.20 GPa的壓強時，它就會轉變?yōu)榘虢饘俨牧稀Ｍ瑫r這幾種材料都具有很高的穩(wěn)定性，包括：結構穩(wěn)定性、物理穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性以及機械穩(wěn)定性。并且它們的居里溫度都較高，其中ZrMnVSi。ZrMnVGe高于室溫，而ZrCoFeSi和ZrCoFeGe則接近室溫。所以這四種都有潛力成為未來理想的自旋電子學材料。
　　第三部分我們對ZrMnVZ和ZrCoF

5、eZ(Z=Si,Ge)可能的立方相與四方相之間的穩(wěn)定性展開了深入的研究。研究結果顯示，這幾種材料都有穩(wěn)定的立方相結果。同時在Z方向較可觀的變化范圍內，ZrMnVSi。ZrMnVGe和ZrCoFeSi都能保持半金屬性，穩(wěn)定性較高。研究中，我們也發(fā)現，ZrMnVSi。ZrMnVGe在四方相存在一個局域穩(wěn)定態(tài)，但是與立方相的全局穩(wěn)定態(tài)能量相差較大，所以不會輕易發(fā)生相變。
　　第四部分我們對ZrCoFeGe進行了主族元素As和過渡金屬元素

6、Nb的摻雜的研究。我們發(fā)現，在進行一定比例的As元素或Nb元素的摻雜都能使ZrCoFeGe轉變?yōu)榘虢饘俨牧?。并且摻雜后的體系仍能保持較高的穩(wěn)定性，具有一定的應用價值。
　　第五部分我們研究了ZrCoFeSi的(111)面的表面性質。研究結果顯示，以Si原子和Zr原子作為表面原子的體系仍然能夠保持材料的半金屬性。同時Si原子作為表面則能提供更高的半金屬帶隙，使得材料的應用價值大大提升。
　　最后我們對我們的現有的工作進行了一個