固体电子学作为20世纪最伟大创造之一,是以控制电场来调制半导体中数目不等的电子和空穴的输运过程为基础的。然而,我们熟知,固体中的电子是电荷和自旋统一载体。尽管人们在20世纪20年代就发现了电子的自旋这一特性,但一直未能加以利用。随着巨磁电阻（GMR）,庞磁电阻（CMR）,隧道磁电阻（TMR）等效应的相继发现,人们越来越关注电子的自旋属性,并发展了一门新兴的学科--自旋电子学。制造自旋电子学器件的关键是找到单一自旋的电子材料。此时,具有100%的自旋极化的半金属材料进入了人们的视野。理论上其费米能级处的电子只具有单一的自旋方向,即100%的自旋极化,所以这是一类具有潜在应用前景的自旋电子材料。由于“半金属”这个概念是在材料能带结构的计算中发现的,所以从理论计算上预言半金属材料始终是此领域的一个主要研究方法。运用第一性原理方法,研究了以过渡金属元素Ti₂为基的Heusler系列合金Ti₂NiZ（Z=Al,Ga,In）和Ti₂CoZ（Z= Si, Ge, Sn）的电子特性、磁特性等,发现两个系列Hg₂CuTi结构型Heusler合金均为半金属铁磁体。同时对Ti₂CoAl,Ti₂MnSb,Ti₂FeBi的态密度,能带结构,磁性进行了研究。我们根据固体结合的基本理论,在能形成Heusler高有序结构的三元合金X2YZ中,给出了形成Cu₂MnAl或者Hg₂CuTi型高有序结构的判定方法。即当X原子的半径在X,Y,Z三者中最大或最小,趋向于形成Cu₂MnAl型结构;当X原子的半径在X,Y,Z三者中居中的话,趋向于形成Hg₂CuTi型结构。和目前实际已经合成出来的Heuler三元合金比较而知,对Mn2NiGa ,Ni₂MnGa ,Ni₂FeGa, Cu₂MnAl的结构判定都是正确的,展现我了我们的结论的一些合理的方面。不通过X射线实验手段就能判断形成的是哪种超有序结构,对实验工作者来说那将是一件很方便的手段,可以减少时间及资源的浪费。本文中还尝试用电弧熔炼等方法合成出高有序的Heusler半金属合金。