【摘 要】
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本文利用第一性原理的方法系统研究了闪锌矿、纤锌矿及Heusler结构半金属磁体的电子结构及其结构与半金属性的稳定性;通过实验测定研究了几种半金属磁体的单晶与多晶试样的磁
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本文利用第一性原理的方法系统研究了闪锌矿、纤锌矿及Heusler结构半金属磁体的电子结构及其结构与半金属性的稳定性;通过实验测定研究了几种半金属磁体的单晶与多晶试样的磁性、电输运及自旋极化率等物理性质;并系统研究了Ni<,2>FeGa和Co<,50>Ni<,20>Ga<,30>的马氏体结构相变与磁控形状记忆效应.本文的主要结论是:1.能带结构的计算结果显示闪锌矿结构的CrBi、VBi、VPo与CrPo都具有半金属性,而MnPo表现为近半金属磁体;纤锌矿结构的CrM(M=S,Se,Te)也都属于半金属磁体;且上述半金属磁体在晶格常数发生相当大的改变时仍能保持其半金属性.半Heusler结构的NiCrP、NiCrSe、NiCrTe和NiVAs是半金属磁体;替换sp原子会导致上述材料的半金属性丧失.Co<,2>CrAl是半金属磁体;而Co<,2>FeGa则属于近半金属磁体.2.实验表明NiMnSb单晶在80~100K的温度范围内存在磁相变;NiMnSb的自旋极化率P为45﹪,而Co<,2>MnSi单晶的自旋极化率P约为55﹪.Co<,2>CrAl的饱和磁化强度随温度的变化关系符合自旋涨落理论;低温电阻率ρ随温度的T<3.15>关系变化,符合"非常规单自旋波量子散射"理论.Co<,2>FeGa的饱和磁化强度随温度变化关系符合自旋波理论;Co<,2>FeGa的低温电阻率主要来源于电子-电子散射,随T<2>变化.3.Cu<,2>FeAl与NiFeSb的费米能级落在反键态,导致晶体结构和铁磁状态不稳定;但甩带能够制备出具有L2<,1>与C1<,b>结构的Cu<,2>FeAl和NiFeSb合金.4.Ni<,2>FeGa甩带室温晶体结构为L2<,1>,降温过程在142 K发生从立方结构到正交结构的热弹性马氏体相变,具有应变为0.3﹪的双程形状记忆效应;Co<,50>Ni<,20>Ga<,30>甩带在降温与升温过程中分别在270K与250K发生从立方结构到四方结构的热弹性马氏体相变,具有应变为0.15﹪的双程形状记忆效应;在200K和1.5T磁场下,甩带样品具有最大的磁致伸缩为97ppm.
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