第一性原理研究Full-Heusler合金Mn2YP (Y=Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn)的電子結(jié)構(gòu),磁性及半金屬特性.pdf

1、巨磁電阻效應(yīng)(GMR)的發(fā)現(xiàn)是自旋電子學(xué)發(fā)展中的里程碑。2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予巨磁電阻效應(yīng)(GMR)發(fā)現(xiàn)者，法國(guó)Fert教授與德國(guó)Grunberg教授。在信息的傳輸、處理和存儲(chǔ)中，自旋電子學(xué)器件不僅利用電子的電荷而且還利用電子的自旋自由度，因此具有非常優(yōu)秀的特性，如功耗低、非易失性、高集成密度等。目前，從一般鐵磁材料注入電子到半導(dǎo)體材料的時(shí)侯自旋極化率非常低，是自旋電子學(xué)器件的研制中主要解決的問(wèn)題之一。半金屬磁性材料因具有100％

2、自旋極化率而認(rèn)為是理想的自旋電子注入源之一，在自旋電子學(xué)領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文利用基于密度泛函理論(DFT)的全勢(shì)線性綴加平面波(FLAPW)方法，結(jié)合廣義梯度近似(GGA)，對(duì)full-Heusler合金Mn2YP(Y=Ti,V,Cr,Fe,Co,Ni,Cu,Zn)的電子結(jié)構(gòu)、磁性及半金屬特性進(jìn)行了研究。對(duì)于Mn2YP(Y=Ti,V,Cr)合金采用了Cu2MnAl型有序結(jié)構(gòu)，而對(duì)于Mn2YP(Y=Fe,Co,Ni,

3、Cu,Zn)合金則采用了Hg2CuTi型有序結(jié)構(gòu)。我們利用總能量隨晶格常數(shù)的變化關(guān)系預(yù)測(cè)了full-Heusler合金的最優(yōu)化晶格常數(shù)，計(jì)算結(jié)果表明：
　　（1）具有Cu2MnAl型有序結(jié)構(gòu)的Mn2YP(Y=Ti,V,Cr)合金的最優(yōu)化晶格常數(shù)分別為5.670A，5.545A，5.570A?？傋孕啪貫?0.135μB，1.029μB，0μB。其中Mn2TiP，Mn2CrP合金為一般鐵磁性材料，Mn2VP合金為順磁性材料。

4、　?。?）具有Hg2CuTi型有序結(jié)構(gòu)的Mn2YP(Y=Fe,Co,Ni,Cu,Zn)合金的最優(yōu)化晶格常數(shù)分別為5.552A，5.578A，5.633A，5.722A，5.804A?？傋孕啪貫?.000μB，4.000μB，4.239μB,1.987μB,2.640μB。我們發(fā)現(xiàn)Mn2FeP，Mn2CoP合金具有半金屬特性，自旋向下的能帶中能隙分別為0.176 eV，0.427 eV，且它們的總自旋磁矩很好的符合Slater-Paul