Heusler合金Mn2V0.5Co0.5Al的晶体结构与磁性能研究

王 高，卢志红，樊帅锋，袁晓娟

(武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室，湖北 武汉，430081)

Heusler合金是一类具有丰富物理性能的磁性功能材料，具有较高的自旋极化率和居里温度点[1-3]。Heusler合金不仅能带结构特殊，即在一个自旋通道上表现出半导体性质，而在另一个自旋通道上表现出金属性质，表现为半金属特性[4]，而且在费米能级上能展现完全的自旋极化率(100%)，在提高自旋电子器件性能方面能够提供有效的自旋注入，有望成为潜在的理想自旋电子材料[5-6]。为了能满足实际应用需求，需要Heusler合金材料具有高于室温的居里温度点以及半金属稳定性。现有研究证实，低磁矩合金的自旋转移机制更具效率，其能在局部磁矩和传导自旋电子之间通过角动量传递，利用较小的自旋极化电流即可实现磁性合金的磁矩反转[7]。因此，在众多的半金属材料中，兼具高居里温度点、高自旋极化率和低磁矩特性的Heusler合金具有更广阔的应用前景[6,8]。

本研究拟在Mn2VAl合金的基础上进行掺杂，研究显示，对四元合金性能的预测应考虑与之相近的母相三元Heusler合金的性质[15-16]，如Mn2VAl和Mn2CoAl合金，均具有较高的居里温度点(760、745 K)和高自旋极化率，但其磁矩也较高(±2.0 μB/f.u.)[17-18]。本研究在三元Heusler合金Mn2VAl的基础上掺杂Co元素，基于密度泛函理论(DFT),采用第一性原理赝势方法，对其电子结构、磁性及半金属特性进行计算，以期为高性能新型自旋电子材料的研发提供参考。

1 模型建立与计算方法

本研究用模型……