特殊功能Heusler合金的電子結(jié)構(gòu)和基本物性的研究.pdf

1、Heusler合金蘊(yùn)含著豐富的物理現(xiàn)象和應(yīng)用功能，已經(jīng)成為開發(fā)新型功能材料的巨大資源寶庫，并在磁機(jī)、磁電、磁熱等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的開發(fā)和應(yīng)用潛力。本論文主要工作是探索和合成具有新的功能特性的Heusler合金，深入研究它們的物理性質(zhì)以及所具有的功能特性。主要成果概括如下：
　　報(bào)道了一種新型具有晶格對(duì)稱性不變相變的鐵磁性形狀記憶合金：半Heusler結(jié)構(gòu)的CoMnGa合金。該合金在發(fā)生一級(jí)相變時(shí)，晶格對(duì)稱性保持不變，而體積和磁結(jié)構(gòu)發(fā)

2、生巨大變化。Co-Mn反占位能夠調(diào)控相變驅(qū)動(dòng)力和相變勢(shì)壘，通過嚴(yán)格的退火和淬火工藝調(diào)控了Co-Mn反占位的含量，從而成功的誘導(dǎo)了伴隨有鐵磁-亞鐵磁轉(zhuǎn)變的晶格對(duì)稱性不變相變。
　　通過第一性原理計(jì)算，研究了Co2TiSb1-xSnx(x=0,0.25,0.5)系列合金發(fā)生馬氏體相變的可能性。通過甩帶快淬的方法合成了具有L21結(jié)構(gòu)的Co2TiSb1-xSnx(x=0.25,0.5)合金。并從實(shí)驗(yàn)上觀察到了Co2TiSb0.75Sn0.

3、25合金中的馬氏體相變行為。
　　通過理論計(jì)算，預(yù)測(cè)含有Co-Mn反占位的CoVMnAl合金是一種完全補(bǔ)償?shù)膩嗚F磁性半金屬材料。制備出了具有30％Co-Mn反占位的CoVMnAl合金，磁性和輸運(yùn)性質(zhì)的測(cè)量結(jié)果證實(shí)了材料的半金屬性和完全補(bǔ)償?shù)膩嗚F磁性。CoVMnAl合金的半金屬性和亞鐵磁性來源于材料中的原子反占位，該方法克服了傳統(tǒng)的反占位缺陷破壞半金屬性的問題，基于原子間的反占位缺陷誘導(dǎo)出半金屬性和亞鐵磁性的方法將開發(fā)出更多新的半金

4、屬材料。
　　通過用Fe原子連續(xù)替換CoTiSb基體中的Ti，Ti-Sb或Co原子的方法，設(shè)計(jì)出了一種具有100%自旋極化率的Fe基單原子鏈。發(fā)現(xiàn)Fe-Sb和Fe-V（空位）原子鏈表現(xiàn)出100%的自旋極化率，形成了一個(gè)極小的單自旋通道，而Fe-Fe原子鏈表現(xiàn)出自旋無能隙半導(dǎo)體的性質(zhì)。
　　開發(fā)出一種特殊的自旋無能隙半導(dǎo)體材料：Mn2.25Co0.75Ga0.5Sn0.5合金。材料具有高有序的原子排列方式、2μB的飽和磁化強(qiáng)度