Heusler合金Co2-xFexVAl的电子结构、磁性和半金属性研究

张 玉，卢志红，陈昌威，方 孙，戴晨盼

(武汉科技大学材料与冶金学院，湖北 武汉，430081)



Heusler合金Co2-xFexVAl的电子结构、磁性和半金属性研究

张 玉，卢志红，陈昌威，方 孙，戴晨盼

(武汉科技大学材料与冶金学院，湖北 武汉，430081)

基于密度泛函理论(DFT)，使用广义梯度近似(GGA)研究了Heusler合金Co2-xFexVAl在不同Fe掺杂比例x时的电子结构、磁性和半金属性。结果表明，随着Fe掺杂比例x的增加，合金的晶格常数和磁矩均线性降低，分别满足了Vigard和Slater-Pauling规律；当x=1时，CoFeVAl合金的总磁矩与Co2VAl(x=0)相比降低了50%，虽然费米面处出现了少量的态密度，丧失了半金属性，但其自旋极化率高达90%，仍被认为是一种很好的自旋电子学材料；此外，自旋向下带带隙宽度随x的增加逐渐变小，费米面向导带底移动，这不仅与X位原子间相互作用有关，还可能与Y位原子的轨道位置相关。

Heusler合金；铁掺杂；半金属性；磁矩；费米能级；态密度

半金属材料因其自旋向下子能带在费米面附近有一个带隙呈半导体性，而自旋向上子能带呈金属性，导致其在费米面处的自旋极化率为100%[1-2]。这种独特的性能使得该材料在隧道结、自旋阀、磁传感器等领域具有广阔的应用前景，尤其是在信息存储方面[3-5]。但随着存储技术的发展，计算机存储面密度增加，位点尺寸减小，而退磁场可能导致紧密封装的相邻器件间产生交互作用，最终限制了存储器的存储密度。为此，理解和控制退磁场在存储器中的应用是提高设备存储能力的关键，而减小Heusler合金的磁矩被认为是减小退磁场的有效途径。……