MgH2生成焓的基準(zhǔn)計(jì)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(chǔ)氫材料MgH2的研究。我們通過(guò)團(tuán)簇簇外推近似的方法，基本的消除了量子蒙特卡羅計(jì)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(guò)量子蒙特卡羅得到了精度非常高的MgH2的生成焓，與實(shí)驗(yàn)值非常接近。所以我們認(rèn)為，這種方法是可以被廣泛使用的。
　　然后我們將研究重點(diǎn)放在了自旋電子學(xué)領(lǐng)域。隨著微電子工業(yè)的興起，自旋電子學(xué)已經(jīng)成為一個(gè)熱門的研究領(lǐng)域，在日常生活中也有著廣泛的應(yīng)用

2、價(jià)值。而這其中半金屬性作為一種非常重要的磁學(xué)性質(zhì)，被廣泛的關(guān)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(xiàn)。其中，哈斯勒化合物因具有特定的空間構(gòu)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(xué)性質(zhì)而被認(rèn)知，所以很快發(fā)現(xiàn)，哈斯勒化合物蘊(yùn)含著多種多樣的半金屬材料，使其成為一個(gè)挖掘半金屬材料的一大場(chǎng)所。所以近年來(lái)，在哈斯勒化合物中，發(fā)現(xiàn)了大量的半金屬性材料，成為推動(dòng)自旋電子學(xué)發(fā)展的一大動(dòng)力。
　　接下來(lái)本文用完全勢(shì)局

3、域軌道最小基代碼（full-potential local-orbital minimum-basis code,FPLO）對(duì)哈斯勒化合物ZrMnVZ和ZrCoFeZ(Z=Si,Ge)，通過(guò)第一性原理進(jìn)行了深入研究。
　　第二部分的計(jì)算結(jié)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(qiáng)變化下維持此半金屬性。另外也發(fā)

4、現(xiàn)ZrCoFeGe為近半金屬材料，其平衡晶格常量下的自旋極化率達(dá)98.99％。當(dāng)施加0.20 GPa的壓強(qiáng)時(shí)，它就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榘虢饘俨牧?。同時(shí)這幾種材料都具有很高的穩(wěn)定性，包括：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、物理穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性以及機(jī)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(lái)理想的自旋電子學(xué)材料。
　　第三部分我們對(duì)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(jié)果顯示，這幾種材料都有穩(wěn)定的立方相結(jié)果。同時(shí)在Z方向較可觀的變化范圍內(nèi)，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(xiàn)，ZrMnVSi。ZrMnVGe在四方相存在一個(gè)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(huì)輕易發(fā)生相變。
　　第四部分我們對(duì)ZrCoFeGe進(jìn)行了主族元素As和過(guò)渡金屬元素

6、Nb的摻雜的研究。我們發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行一定比例的As元素或Nb元素的摻雜都能使ZrCoFeGe轉(zhuǎn)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(yīng)用價(jià)值。
　　第五部分我們研究了ZrCoFeSi的(111)面的表面性質(zhì)。研究結(jié)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(shí)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(yīng)用價(jià)值大大提升。
　　最后我們對(duì)我們的現(xiàn)有的工作進(jìn)行了一個(gè)