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《北京化工大学》 2011年
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部分CoFe基Heusler合金的物性研究

赵晶晶  
【摘要】:Heusler合金是一类物理性质非常丰富的材料,近年来在Heusler合金中发现了一些具有铁磁性形状记忆效应和半金属性的材料,在很多热门的领域都具有很大的应用前景,成为当前研究的热点。本工作主要研究以下几个方面: (1)采用基于密度泛函理论(DFT)的广义梯度近似(GGA)同时考虑电子间的库伦相互作用(GGA+U)的方法,对Co50Fe25-xMnxSi25系列合金进行了第一性原理计算。通过实验和计算结果的比较,研究四元合金中晶体结构、磁性、分子磁矩和原子磁矩,以及半金属性随着成分变化的规律。 (2)第二部分主要研究Co50-xFe50+xSi25系列合金的性质。采用基于密度泛函理论(DFT)的广义梯度近似(GGA)同时考虑电子间的库伦相互作用(GGA+U)的方法,进行第一性原理计算,研究Co50-xFe50+xSi25系列合金的磁性线性减小的原因以及它们的电子结构。同时,考虑到Fe2CoSi合金的费米能及处于带隙的价带顶,Co2FeSi合金的费米能级处于导带底。在这两种材料的特殊性质的吸引下,本工作研究了Co50-xFe50+xSi25系列合金的半金属性。 (3) Co2FeGa合金与Co2FeSi合金类似,具有很高的居里温度,其饱和分子磁矩也较大,约有5.03μB, Fe2CoGa合金的分子磁矩为5.13μB,这部分研究从Co2FeGa合金通过Fe取代Co逐渐变成Fe2CoGa的一系列Co50-XFe25+xGa25系列合金的性质。通过KKR-CPA-LDA和CASTEP-LDA两种方法进行第一性原理计算,研究Co50-XFe25+xGa25系列合金的结构、磁性以及电子结构的变化规律。 (4)CoFe合金是目前已知的具有最大分子磁矩的过渡金属二元合金,具有低磁晶各向异性和矫顽力、高磁导率和低剩磁等特性,其磁性和原子有序化问题在很多前期研究中都有所报道。本工作采用实验测量与理论计算相结合的方法,研究了B2结构有序合金CoFe经过Si替代Fe转变成L21结构Heusler合金Co2FeSi的Co50Fe50-xSix系列结构相变、磁相变、分子磁矩和居里温度(TC)等物理行为。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG132

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