【摘 要】
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近年来,随着科学技术快速发展,各种高新产业对所需材料的物理性能要求越来越高,所以各种新型功能材料的研发也是迫在眉睫。拥有独特物理特性的Heusler合金逐渐进入人们的视线。Heusler合金具有高度有序的结构,而且蕴藏着多种特性和物理效应,例如铁磁性、半金属特性、热电效应、磁电阻效应、超导性、形状记忆效应等。因此,凝聚态物理和功能材料领域都对Heusler合金产生了巨大兴趣,期望获得具有独特应用价
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近年来,随着科学技术快速发展,各种高新产业对所需材料的物理性能要求越来越高,所以各种新型功能材料的研发也是迫在眉睫。拥有独特物理特性的Heusler合金逐渐进入人们的视线。Heusler合金具有高度有序的结构,而且蕴藏着多种特性和物理效应,例如铁磁性、半金属特性、热电效应、磁电阻效应、超导性、形状记忆效应等。因此,凝聚态物理和功能材料领域都对Heusler合金产生了巨大兴趣,期望获得具有独特应用价值的新型功能材料。借助第一性原理的计算方法,利用Material studio软件计算通过Castep模块模拟研究了V基三元Heusler合金V2YGa（Y=Mn,Cr）的磁性、半金属性和力学性能,并研究了通过元素替换获得的四元Heusler合金VMnCoGa和VMnRhGa的相关性能。研究结果如下所示:1.结构优化计算,得到了V2MnGa与V2CrGa的最小能量分别为-26640.58（5）eV与-33895.48（8）eV,对应的平衡晶格常数分别为5.94（7）?与6.04（1）?。分波态密度和能带图揭示,V2MnGa为半金属材料,半金属带隙为0.33eV,且自旋极化率为100%。总磁矩为2μB,满足Slater-Pauling法则Mt（28）Zt-18,而V2CrGa为普通铁磁体。2.分析了四元Heusler合金VMnCoGa和VMnRhGa的三种原子占位,结果表明两者均处于Type1占位时结构更稳定。计算合金形成能均为负值,说明四元Heusler合金VMnCoGa和VMnRhGa在实际中易于制备。能带结构和态密度计算表明,这两种合金具有磁性。且两种合金均满足Slater-Pauling法则中Mt（28）Zt-24,说明合金VMnCoGa和VMnRhGa为近半金属。而通过力学性能计算表明,V2YGa（Y=Mn,Cr）和VMnCoGa合金都具有良好延展性,且均属于各向异性合金。
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