Half-Heusler合金的電子結(jié)構(gòu)，磁性以及半金屬性的第一原理研究.pdf

1、半金屬材料具有導(dǎo)體和半導(dǎo)體雙重性質(zhì)：對(duì)一種自旋取向的能帶結(jié)構(gòu)中費(fèi)米能級(jí)處有帶隙從而呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性，而另一自旋取向能帶結(jié)構(gòu)中費(fèi)米能級(jí)處有態(tài)密度存在從而呈現(xiàn)金屬性，因此具有100％的自旋極化率。半金屬鐵磁體的這種特性對(duì)自旋電子學(xué)器件的研制有著很重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　在本文利用基于密度泛函理論（DTF）下的全勢(shì)能線性綴加平面波（FLAPW）方法結(jié)合廣義梯度近似（GGA）研究了half-Heusler NiM-nAs，NiCrAs，MnN

2、iAs，MnCrAs和CrNiAs合金的電子能帶結(jié)構(gòu)，磁性以及半金屬特性。首先，根據(jù)總能量與晶格常數(shù)的函數(shù)關(guān)系計(jì)算了NiMnAs，NiCrAs，MnNiAs，MnCrAs和CrNiAs合金鐵磁性狀態(tài)（FM）的最優(yōu)化晶格常數(shù)。發(fā)現(xiàn)在最優(yōu)化晶格常數(shù)下NiMnAs，NiCrAs和MnCrAs合金的鐵磁性狀態(tài)更穩(wěn)定。發(fā)現(xiàn)這些合金的總自旋磁矩分別為：4.000μB，3.000μB和0.000μB，滿足Slater–Pauling法則。從NiMnA

3、s，NiCrAs和MnCrAs合金的態(tài)密度圖中發(fā)現(xiàn)NiMnAs和NiCrAs合金的帶隙出現(xiàn)在自旋向下的能帶中，而MnCrAs合金的帶隙出現(xiàn)在自旋向上的能帶中，而且費(fèi)米能級(jí)都處于帶隙之中，因此NiMnAs，NiCrAs和MnCrAs合金都具有半金屬性。因?yàn)镸nCrAs合金的總自旋磁矩為0.000μB，所以MnCrAs合金是反鐵磁性半金屬。對(duì)于MnNiAs和CrNiAs合金，自旋向上和自旋向下的能帶中費(fèi)米能級(jí)處都有態(tài)密度存在，所以MnNiA