22094.自旋無帶隙heusler化合物m2coa(m=mn,tia=al,si)的第一性原理研究

1、廈門大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動(dòng)規(guī)范(試行)》。另外，該學(xué)位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經(jīng)費(fèi)或?qū)嶒?yàn)室的資助，在()實(shí)驗(yàn)室完成。(請?jiān)谝陨侠ㄌ杻?nèi)填寫課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒?yàn)室名稱，未有此項(xiàng)聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)聲明人c簽名，：討矩蘊(yùn)立從

2、、瀘l廠年夕月加日～摘要摘要MzCoA型Heusler化合物Mn2CoAl、Mn2CoSi、Ti2CoAl和Ti2CoSi具有獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)和磁學(xué)性質(zhì)。Mn2CoAl是一種自旋無帶隙半導(dǎo)體，其電子結(jié)構(gòu)的一個(gè)自旋方向存在能帶間隙，另一個(gè)相反自旋方向的導(dǎo)帶和價(jià)帶邊緣在費(fèi)米能級相接觸，呈現(xiàn)無帶隙半導(dǎo)體特性。Mn2CoSi、Ti2CoAl和Ti2CoSi被預(yù)測為自旋半金屬，其電子結(jié)構(gòu)的一個(gè)自旋方向存在能帶間隙，另一方面，費(fèi)米能級貫穿半金屬相反自

3、旋方向的能帶，呈現(xiàn)金屬特性。不管是自旋無帶隙半導(dǎo)體還是自旋半金屬，載流子都具有極高的自旋極化率(幾乎100％)，因而M2CoA型Heusler化合物在自旋電子學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域具有巨大潛力。此外，M112CoAl的無帶隙能帶結(jié)構(gòu)對外界影響變化敏感，如壓力、磁場等。所以系統(tǒng)地研究該系列自旋無帶隙Heusler化合物的電子結(jié)構(gòu)具有十分重要的意義。采用基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算方法，本論文對不同壓力下M2CoA似=Mn，Ti；A=A1，Si)型

4、Heusler化合物的晶體結(jié)構(gòu)、晶格動(dòng)力學(xué)性質(zhì)、電子結(jié)構(gòu)特征以及磁學(xué)性能展開了系統(tǒng)研究。本論文的研究內(nèi)容主要由兩個(gè)部分組成：常壓下M2CoA∽=Mn，Ti；A=A1，Si)型Heusler化合物的晶體結(jié)構(gòu)、晶格動(dòng)力學(xué)性質(zhì)、電子結(jié)構(gòu)特征以及磁學(xué)性能(第三章)，壓力對MzCoA∽=Mn，Ti；A=A1，Si)型Heusler化合物的晶體結(jié)構(gòu)、晶格動(dòng)力學(xué)性質(zhì)、電子結(jié)構(gòu)特征以及磁學(xué)性能的影響(第四章)。在反Heusler晶體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對常壓

5、下M2CoA型Heusler化合物Mn2CoAl、Mn2CoSi、Ti2CoAl和Ti2CoSi進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并詳細(xì)分析了它們的晶格動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性、電子結(jié)構(gòu)和磁學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn)M2CoA型Heusler化合物在晶格動(dòng)力學(xué)上均具有良好的穩(wěn)定性。在基態(tài)下，Mn2CoAl表現(xiàn)為自旋無帶隙半導(dǎo)體，而Mn2CoSi、Ti2CoAl和Ti2CoSi表現(xiàn)為自旋半金屬特征。M2Co4型Heusler化合物的自旋相關(guān)零帶隙寬帶隙的產(chǎn)生均源于慨原子，MD