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Heusler型自旋零带隙半导体(SGS)因其独特的能带结构在凝聚态物理和材料科学领域具有巨大的潜在应用而备受瞩目。然而目前对于高自旋极化率Mn2CoA1和CoFeMnSi的SGS特性研究多集中于理论计算,而实验研究相对匮乏。多晶Mn2CoA1难以形成稳定结构,通过稀土元素La掺杂提高其稳定性的报道较少。对于多晶CoFeMnSi中Hall角(ρAH/ρxx)与纵向电阻率(ρxx)之间的标度关系仍存在争议值得深入研究。另外,单晶CoFeMnSi的本征属性的探究也是目前急需解决的问题。因此,本论文采用真空非自耗熔炼炉制备了Mn2CoA1和CoFeMnSi多晶体,并通过光学浮区法制备了CoFeMnSi单晶体。系统探究了两种合金体系的物理特性,具体内容如下: 1.通过真空非自耗熔炼炉制备的多晶Mn2CoA1获得了B2有序结构,饱和磁化强度(Ms)为1.69μB/f.u(50 K),略低于Slater-Pauling准则。研究了热处理温度对Mn2CoA1物相的影响规律,结果表明:高温热处理淬火后会使γ相析出导致B2结构减少,从而使得Mn2CoA1的Ms降低。另外,Ms和居里温度(Tc)随稀土元素La掺杂量增加而提高,掺杂量为2 wt.%时性能最佳,而当掺杂量为3 wt.%时会形成新相而使Ms和Tc降低。 2.铸态CoFeMnSi具有高度有序的Y型结构,Ms为3.49μB/f.u(50 K)且Tc为763 K;50-300 K温度范围内呈类半导体输运特性,300 K时ρxx为0.27 mΩcm,其载流子浓度和载流子迁移率分别为4.9×1020 cm-3和46 cm2/V.s。反常霍尔效应(AHE)测试可知Hall角与ρxx之间遵循ρAH=a′ρxx0+a″ρxxT+bρ2xx的标度关系。热处理使得CoFeMnSi多晶的B2有序结构增多,晶化程度显著提高,Ms(3.27μB/f.u)降低但Tc(796 K)提高。输运测试表明,在185 K时发生了类半导体一金属转变。 3.在吸铸CoFeMnSi获得高度有序的Y型结构和类半导体输运特性的基础上,研究了单晶CoFeMnSi的相关物理特性。粉末XRD分析结果表明单晶除具有Y型结构外还具有部分正交结构。背散射劳厄衍射和X射线摇摆曲线分析表明单晶CoFeMnSi晶化程度很高且结晶质量较好。面XRD和EBSD测试表明单晶CoFeMnSi具有[100]择优取向。磁性测试表明其Ms为3.53μB/f.u(50 K)且Tc为826 K。输运测试表明其在75 K时发生了类半导体-金属转变,采用能带结构模型分析了单晶体类半导体-金属转变温度降低的原因。