反Heusler合金Ti_2Ru_(1-x)Fe_xSn半金属磁性的第一性原理研究

本文基于第一性原理,通过对反Heusler合金Ti_2RuSn的Y位进行Fe元素掺杂,来探究其掺杂前后的相关特性及掺杂机理,以便寻求半金属性更稳定的Heusler合金材料,为后续相关理论研究及实验提供一定参考.在掺杂过程中随着Fe元素掺杂浓度的增加,反Heusler合金Ti_2RuSn的半金属性并未受到破坏,其带隙反而随掺杂浓度逐渐变宽,从未掺前的0.451 eV展宽到了全掺杂的0.711 eV.为分析掺杂体系的稳定性,我们计算了它们相对于理想反Heusler合金Ti_2RuSn块体的形成能,结果表明,对反Heusler合金Ti_2RuSn的Y位进行Fe元素掺杂可以展宽其带隙,并且掺杂浓度越低,体系相对较容易形成.     

第一性原理研究反Heusler合金Ti2RuSn的Y位Rh掺杂效应

本文基于第一性原理计算方法，通过对具有半金属性的反Heusler合金Ti2RuSn的Y位进行多d电子掺杂，来探究其掺杂前后的相关特性及掺杂机理，以便寻求半金属性更稳定的Heusler合金材料，为后续相关理论研究及实验提供一定参考。在掺杂过程中随着Rh元素掺杂浓度的增加，反Heusler合金Ti2RuSn的磁性呈线性增加，由未掺前的2μB增加到全掺时的3μB，同时其半金属性并未受到破坏且其带隙在逐渐变宽。在掺杂浓度为75%时，掺杂体的带隙宽度由未掺前的0.45 eV展宽到0.54 eV，同时费米面被调节到带隙中部靠上位置，这说明化合物Ti2Ru0.75Rh0.75Sn较未掺杂前具有相对稳定的半金属性。为分析掺杂体系的稳定性，我们计算了它们的相对形成能，结果表明，在掺杂浓度范围内，体系的形成能都为负值，并且掺杂浓度越高，其值越低。这说明反Heusler合金Ti2RuSn容易受到掺杂元素Rh的影响，并且大浓度的Rh掺杂可以有效地调节反Heusler合金Ti2RuSn的电子结构及能带结构，得到稳定性更好，使用性能及实用性更高的Heusler合金化合物。