Spin-polarized two-dimensional electron/hole gas at the interface of non-magnetic semiconducting half-Heusler compounds: Modified Slater-Pauling rule for half-metallicity at the interface
每晶胞具有18个价电子的半赫斯勒化合物是众所周知的非磁性半导体。采用第一性原理电子能带结构计算方法，研究了FeVSb、CoTiSb、CoVSn和NiTiSn化合物的半Heusler异质结的界面性质.我们的研究结果表明，这些异质结界面变得不仅金属，而且磁性。自旋极化的出现伴随着界面处二维电子气（2DEG）或空穴气（2DHG）的形成。本文在Stoner模型的基础上定性地讨论了界面自旋极化的起源。对于磁性界面的情况下，半金属性也存在，我们提出了一个修改后的斯莱特-鲍林规则类似的散装半金属半Heusler化合物。此外，我们还计算了磁性界面的交换参数、居里温度和磁各向异性能。我们的研究，结合最近的实验证据的存在下，2DEG在CoTiSb/NiTiSn异质结可能会激励未来的努力和研究，对实验实现的设备使用建议的异质结。
2023-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallicity and anomalous Slater-Pauling behaviour in half-Heusler CrMnSb
本研究利用第一性原理方法揭示半赫斯勒 CrMnSb 尽管满足 18 价电子规则，却因 Cr 和 Mn 子晶格反平行排列产生的局域磁矩而表现出反常的半金属完全补偿亚铁磁基态，而非预期的非磁性半导体基态。
2025-06-30 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
A first-principle study on some quanternary Heusler alloys with 4d and 3d transition metal elements
本文研究了含4d和3d过渡金属元素的四元Heusler合金的磁性、电子结构和Slater-Pauling行为。对所有计算合金的少数自旋电子能带结构的能级进行了讨论。本文总结了21种四元Heusler合金。计算结果表明，ZrCoCrSi，ZrCoCrIn，ZrCoFeSi，ZrFeVAl，ZrFeVGa和NbFeCrAl等半金属材料具有较大的自旋翻转带隙.
2015-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic properties for the Ti2YZ (Y=Fe,Co,Ni,Z=Al,Ga,In) Hesuler alloys: A first-principles study
采用全势能局域轨道最小基方法研究了Ti 2基全Heusler合金。结果表明，这些化合物表现出半金属行为，而与传统的全Heusler合金相比，全Heusler合金表现出Slater-Pauling行为，每晶胞的总自旋磁矩（Mt）符合Mt=Zt-18的规律。这些半金属合金中间隙的起源是很好理解的。结果表明，Ti 2基化合物的半金属性质对晶格畸变不敏感，在很宽的晶格参数范围内都可以得到完全的自旋极化。这有利于实际应用。
2011-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Search for half-metallic ferrimagnetism in V-based Heusler alloys Mn$_2$VZ (Z$=$Al, Ga, In, Si, Ge, Sn)
采用局域自旋密度近似下的全势能电子结构方法，研究了Mn $_2$ V基全Heusler合金Mn $_2$ VZ（Z=Al，Ga，In，Si，Ge，Sn）的电子结构和磁性.我们表明，小膨胀的理论计算的平衡晶格常数恢复这些化合物中的半金属亚铁磁性。此外，V和Z原子之间的小程度的无序，虽然在带隙中引入了一些状态，但它保留了自旋磁矩的Slater Pauling行为，并且合金在费米能级处保持了高度的自旋极化，为半金属补偿亚铁磁体开辟了道路。
2005-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic ferrimagnetism in the [Sc$_{1-x}$V$_x$]C and [Sc$_{1-x} $V$_x$]Si alloys adopting the zinc-blende and wurtzite structures from first-principles
采用第一性原理计算方法研究了[Sc $_{1-x}$ V $_x$ ]C和[Sc $_{1-x}$ V $_x$ ]Si合金的结构、电子和磁性.在平衡岩盐结构中，所有合金都是无磁性的。锌钛矿和纤锌矿结构相对于总能量退化。对于所有的浓度，在这些晶格结构中的合金是半金属与位于自旋下降带的间隙。总自旋矩遵循Slater Pauling行为，在理想ScC和ScSi合金的-1 $μ_B$和理想VC和VSi合金的+1 $μ_B$之间线性变化。对于中等浓度的V和Sc原子具有反平行的自旋磁矩，化合物是半金属亚铁磁体。在临界浓度下，[Sc $_{0.5}$ V $_{0.5}$ ]C和[Sc $_{0.5}$ V $_{0.5}$ ]Si合金的总自旋-磁矩为零，但C基合金表现出半导体行为，而Si基合金则是半金属反铁磁体。
2009-03-13 cond-mat.mtrl-sci
First Principle Analysis of Novel Half Heusler Alloys VPdZ (Z= Ge, Sn) for thermodynamic, spintronics and optoelectronic applications
本研究基于密度泛函理论分析新型半赫斯勒合金VPdZ（Z=Ge、Sn）的多方面物理性质，证实其α型铁磁相稳定、具半金属特性，磁矩符合Slater-Pauling规则，在多领域有应用潜力。
2024-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Substituting the main group element in cobalt - iron based Heusler alloys: Co$_2$FeAl$_{1-x}$Si$_x$
本文报道了Heusler化合物Co $_2$ FeAl $_{1-x}$ Si $_x$的电子结构计算。特别强调了主族元素在该化合物中的作用。Al被Si取代导致价电子数随着Si含量的增加而增加，并且可以被视为电子掺杂。自洽的电子结构计算进行了调查的结果，电子掺杂的磁性。发现系列化合物Co $_2$ FeAl $_{1-x}$ Si $_x$具有半金属铁磁性，其磁矩符合Slater Pauling规则。结果表明，电子掺杂稳定的间隙在少数状态$x=0.5$。
2006-12-10 cond-mat.mtrl-sci
First-principles investigation of half-metallic ferromagnetism of Fe$_2$YSn (Y = Mn, Ti and V) Heusler alloys
本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了Fe $_{2}$ YSn（Y = Mn，Ti和V）的结构、电子和磁性.采用广义梯度近似（GGA）方法进行计算。Cu $_{2}$ MnAl型结构在能量上比Hg $_{2}$ CuTi型结构更稳定。负形成能是合金热力学稳定性的证据。在平衡晶格常数下，Fe $_{2}$ MnSn和Fe $_{2}$ TiSn的总自旋矩分别为3 $μ_\text{B}$和0 $μ_\text{B}$，符合$M_t= Z_t-24$的Slater Pauling规则.通过对Fe $_{2}$ MnSn和Fe $_{2}$ TiSn全Heusler合金的电磁性能的研究，证明了它们是完全的半金属铁磁材料。
2021-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure, magnetism and antisite disorder in CoFeCrGe and CoMnCrAl quaternary Heusler alloys
我们提出了两个四元Heusler合金CoFeCrGe（CFCG）和CoMnCrAl（CMCA），有前途的候选人自旋电子学应用的理论和实验研究。磁化强度测试表明，CFCG和CMCA的饱和磁化强度和转变温度分别为$3\; μ_B$，$866$ K和$0.9 \; μ_B$，$358$ K。磁化强度值与我们的理论结果相当吻合，也符合斯莱特-鲍林规则，半金属性的先决条件。两种体系之间的显著差异在于它们的结构; CFCG以完全有序的Y型结构结晶，而CMCA具有L2 $_1$无序结构。反位无序增加了一个有点独特的属性的第二种化合物，这是由于铝的位置与铬/锰的概率相互交换，这样的效果可能是预期由于可比的电负性的铝和铬/锰。{ \it从头算}模拟预测了合金中超过临界过量Al量时从半金属铁磁体到金属反铁磁体的独特转变。
2015-11-24 cond-mat.mtrl-sci
$Ab$ $intito$ study on some new spin-gapless semiconductors: The Zr-based quanternary Heusler alloys
采用$ab$ $intito$电子结构计算方法，研究了Zr基四元Heusler合金：ZrCoVIn，ZrFeVGe，ZrCoFeP，ZrCoCrBe和ZrFeCrZ（Z=In和Ga）的电子和磁性.我们的$ab$ $intito$计算结果表明，所有的合金都是（或几乎是）无自旋带隙半导体。所有的合金都具有较大的带隙，表明它们在室温下是稳定的。并对这些合金的Slater-Pauling行为进行了讨论。估算了所有合金的居里温度。计算结果表明，我们所计算的四元Heusler合金的居里温度均高于室温。
2015-01-20 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
High spin polarization and large spin splitting in equiatomic quaternary CoFeCrAl Heusler alloy
在本文中，我们研究CoFeCrAl合金通过各种实验技术和从头计算寻找半金属性质。该合金被发现存在于立方Heusler结构中，存在B2有序。饱和磁化强度（MS）值约为2玻尔磁子/f.u.在8 K常压下观察到了这一现象，这与Slater Pauling规则符合得很好。MS值被发现是独立的压力，这是半金属的先决条件。从头计算的电子结构计算预测半金属性质的合金与自旋分裂能量为0.31 eV。重要的是，该系统显示出0.67的高电流自旋极化值[误差为0.02]，如从点接触Andreev反射（PCAR）测量中推导出的。电阻率与温度的线性关系表明，在升高的温度（~150 K），以及合理的高自旋极化的可能性。这些都表明CoFeCrAl是一种很有前途的自旋电子器件材料。
2015-01-22 cond-mat.mtrl-sci
First-principles investigation of multifaceted properties; lattice dynamic, structural stability, mechanical, electronic, magnetic and thermodynamic response of Alkali metals-based semi Heusler alloys
本文通过第一性原理计算系统研究了碱金属基LiVSb和NaVSb半霍伊斯勒合金的结构稳定性、半金属电子性质、力学脆性、磁性及热力学输运特性，证实其动力学稳定并具有半导体与热电应用潜力。
2024-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Experimental realization of a high Curie temperature CoFeRuSn quaternary Heusler alloy for spintronic applications
本研究利用电弧熔炼技术合成了CoFeRuSn四元Heusler合金，发现其具有立方晶体结构、软铁磁性、4.15 μB/f.u.磁矩及半金属行为，高居里温度使其成为室温自旋电子学应用的理想候选材料。
2023-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Engineering the electronic, magnetic and gap-related properties of the quinternary half-metallic Heusler alloys
本文综述了五元全Heusler合金Co $_2$ [Cr $_{1-x}$ Mn $_x$ ][Al $_{1-y}$ Si $_y$ ]的电磁性质，采用了三种不同的方法：（i）相干势近似（CPA），（ii）虚晶近似（VCA），（iii）超晶胞计算（SC）.所有三种方法给出了类似的结果，局部环境只表现出状态密度的小细节。所有研究中的合金都是半金属，它们的总自旋矩遵循理想半金属系统的所谓斯莱特-鲍林行为。我们特别集中在少数自旋带隙相关的属性。我们提出的可能性，以工程师的性质，这些合金通过改变低价过渡金属和$sp$原子的相对浓度在一个连续的方式。我们的结果表明，对于实际应用，理想的是富含Si和Cr的化合物，因为它们结合了大的能隙（约0.6 eV），相对于缺陷的稳健半金属性（费米能级位于带隙的中间附近）和费米能级周围的态的大多数自旋密度的高值，这是大的理想自旋值所需要的。自旋电子器件中的极化电流，如自旋阀或磁性隧道结。
2007-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio design of half-metallic fully-compensated ferrimagnets: the case of Cr$_2$MnZ (Z= P, As, Sb, Bi) compounds
利用第一性原理的电子结构计算方法，设计了一些新的半金属全补偿亚铁磁体（或半金属反铁磁体），这些材料在自旋电子学中有着广泛的应用。Cr $_2$ MnZ（Z= P，As，Sb，Bi）化合物每个晶胞有24个价电子，计算表明，在较宽的晶格常数范围内，它们的总自旋矩近似为零，符合理想半金属的Slater Pauling行为。同时，Cr和Mn原子的自旋磁矩是反平行的，化合物是亚铁磁体。平均场近似估计他们的居里温度，超过室温的合金与Sb。我们的研究结果表明，Cr $_2$ MnSb的化合物的选择进一步的实验研究。与上述合金相反，Cr $_2$ FeZ（Z= Si，Ge，Sn）合金的半金属反铁磁性是不稳定的。
2007-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Structural, electronic, magnetic and transport properties of equiatomic quaternary Heusler Alloy CoRhMnGe: Theory and Experiment
在这项工作中，我们提出了结构，电子，磁性，机械和传输性能的等原子四元Heusler合金，CoRhMnGe使用理论和实验技术。使用X射线衍射（XRD）和扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）光谱进行详细的结构分析。发现该合金为Y型结构，空间群为$F\bar{4}3m$（\# 216）。从头算模拟结果表明，半金属铁磁特性导致大的自旋极化。计算出的磁化强度被认为是在公平的协议与实验以及预测的斯莱特-鲍林规则，这是半金属性的先决条件。磁性转变温度（$\mathrm{T_{C}}$）为$\sim 760$ K。在2-400 K的温度范围内测量的电阻率也给出了半金属行为的指示。模拟的电阻率匹配相当好，与温度相关的载流子弛豫时间位于范围$1-2$ fs。详细研究了静水压对电子结构、磁性和力学性能的影响。研究发现，该合金在高达30.27 GPa的压力下仍保持半金属特征，超过30.27 GPa后，该合金将转变为金属相。在整个压力范围内没有发现磁性相变。该系统还满足Born-Huang标准，在有限的压力范围内具有机械稳定性。所有这些特性使得CoRhMnGe合金在自旋电子学器件方面具有很好的应用前景。
2017-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Properties of the quaternary half-metal-type Heusler alloy Co$_2$Mn$_{1-x}$Fe$_x$Si
本文报道了四元Heusler合金Co $_2$ Mn $_{1-x}$ Fe $_x$ Si和Fe浓度为$x=$的体相性质。所有的样品，这是由电弧熔炼制备，表现出$L2_1$长程序在整个范围内的Fe浓度。本文用X射线衍射、高低温磁谱、M{öcker}bauer谱和差示扫描量热法研究了Co-$_2$-Mn-$_{1-x}$-Fe-$_x$-Si-Heusler合金的结构和磁性。在约8 keV的光子能量下，通过高能光电子发射光谱来探索电子结构。这确保了测量的真实体积灵敏度。Fe掺杂的Heusler合金的磁化强度与半金属铁磁体的Slater Pauling行为所预期的磁矩值一致。的电子和磁性结构的自洽计算的手的实验结果进行了讨论。为了达到与实验良好的一致性，计算表明，现场电子-电子相关必须考虑，即使在低Fe浓度。目前的研究重点是寻找四元化合物，其中半金属行为对外界影响稳定。总的来说，结果表明，最佳的候选人可能是在铁浓度约为50%。
2006-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure, optical and magnetic properties of Co$_{2}$FeGe Heusler alloy films
对铁磁半金属全Heusler Co $_{2}$ FeGe合金的光学性质进行了实验和理论研究。用直流磁控溅射法制备了$_{2}$ FeGe薄膜，在$T$ =10 K时，其饱和磁化强度为$m\approx$ 5.6 $μ_{B}$ /f. u，接近斯莱特-鲍林规则预测的值。采用全势线性缀加平面波方法，在广义梯度近似（GGA）和GGA+U近似下，对电子结构和介电张量进行了第一性原理计算.测量的合金的带间光学电导率谱在1 - 4 eV能量范围内表现出强吸收带，具有明显的精细结构，这与计算的系统的半金属谱吻合得很好，表明材料中存在近乎完美的自旋极化。
2012-08-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Investigation on structural, electronic and magnetic properties of Co2FeGe Heusler alloy: experiment and theory
对Co2 FeGe Heusler合金进行了实验和计算研究。发现该合金具有非常高的实验磁矩，为6.1 μ B/f.u.，居里温度为1073 K，自旋波刚度常数为10.4 nm ~ 2·meV，表明该样品的磁矩很高，在0- 300 K范围内不随温度变化。该合金严格遵守Slater-Pauling（SP）规则，用全势密度泛函方法计算其SP值与实验值的微小偏差是合理的，当用常规GGA方法考虑电子-电子关联参数（U）时，计算结果更精确。详细研究了晶格应变和电子关联对单个原子磁矩、总磁矩和自旋极化的影响，并得出结论：它们对实验结果偏离预期的理论值有一定的作用。
2020-10-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin gapless semiconducting behavior in equiatomic quaternary CoFeMnSi Heusler alloy
自旋无带隙半导体（SGS）形成了一类新的磁性半导体，其对于一个自旋子带具有带隙，而对于另一个自旋子带具有零带隙，因此可用于基于可调谐自旋输运的应用。本文报道了CoFeMnSi Heusler合金中自旋无带隙半导体行为的第一个实验证据。第一性原理能带结构计算也证实了这种行为。通过实验验证了理论计算得到的最稳定构型。该合金被发现结晶在立方Heusler结构（LiMgPdSn型）与一定量的无序，并具有3.7玻尔磁子/f. u的饱和磁化强度。居里温度为620 K。发现饱和磁化强度遵循Slater Pauling行为，这是SGS的先决条件之一。在5 ~ 300 K范围内，载流子浓度和电导率几乎与温度无关。在5 K时获得了162 S/cm的反常霍尔系数。点接触Andreev反射数据已经产生了0.64的电流自旋极化值，这被认为是对结构紊乱的鲁棒性。所有这些性质对于自旋电子学的应用，如自旋注入，是非常有前途的，可以弥补半金属铁磁体和半导体之间的对比行为之间的差距。
2014-10-01 cond-mat.mtrl-sci
First-principles computed electronic and magnetic properties of zincblende alkaline-earth pnictides
采用第一性原理电子结构计算方法，研究了XY（X= Mg，Ca，Sr，Y= N，P，As，Sb）化合物在锌尖晶石结构中的磁性和电子性质。发现Ca和Sr碱土金属铌酸盐是半金属的，每分子式单元的总自旋磁矩为1.0 $μ_B$。在Mg合金的情况下，p-d杂化效应弱得多，并且只有MgN是半金属。带的电子计数解释了总自旋磁矩所表现出的斯莱特-鲍林行为。我们还研究了这些合金的变形的影响，同时考虑到静水压力和四方化的情况下保持不变的面内晶格参数或晶胞体积。即使是大的变形程度也只是轻微地影响这些合金的电子和磁性。最后，我们表明，这也代表岩盐结构。我们的研究结果表明，碱土金属铌酸盐是有前途的材料的磁电应用。
2012-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic tunnel junctions with a B2-ordered CoFeCrAl equiatomic Heusler alloy
四元Heusler合金CoFeCrAl是一种新型的无自旋带隙半导体材料。然而，到目前为止，还没有实验性的尝试来制造结器件。报道了一种在Cr缓冲层上生长CoFeCrAl电极的完全外延（001）取向MgO势垒磁性隧道结（MTJ）。X射线衍射和电子衍射分析表明，（001）CoFeCrAl电极薄膜具有原子级的平整表面，具有$B2$有序相。饱和磁化强度为380 emu/cm $^3$，与类Slater-Pauling规则给出的值几乎相同，在300 K和10 K下的最大隧道磁电阻比分别为87%和165%.横截面电子衍射分析表明，MTJ具有MgO界面，位错较少。的温度和偏置电压依赖性的运输测量表明磁振子诱导的非弹性电子隧穿重叠的相干电子隧穿。X射线磁性圆二色性（XMCD）测量显示了$B2$有序CoFeCrAl的Co和Fe磁矩的铁磁排列，与预测的具有SGS特征的$Y$有序态的亚铁磁排列相反.从头计算考虑的Cr-Fe交换无序定性解释XMCD的结果。最后，Cr-Fe交换无序的电子态的能力，允许相干电子隧穿的影响进行了讨论。
2019-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric Potential of NaVAs Half-Heusler Alloy: Insights from Ab-initio Calculations
本研究通过第一性原理计算发现NaVAs半霍伊斯勒合金具有半金属性、铁磁性及高热电优值（ZT接近1.0），是一种适用于绿色能源的多功能材料。
2025-09-07 cond-mat.mtrl-sci
$\mathrm{Co_2Fe_{1-x}Cr_xSi}$ Heusler Alloys : A promising material for spintronics application
本文研究了Cr替代Fe对$\mathrm{Co_2FeSi}$合金的结构、磁性和输运性质的影响。使用X射线衍射（XRD）和扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）光谱进行了全面的结构分析。四元Heusler化合物$\mathrm{Co_2Fe_{1-x}Cr_xSi}$与Cr含量（x = 0.1，0.3，0.5）被发现在立方结构结晶。基于同步辐射的EXAFS研究表明，反位无序随Cr浓度的增加而增加。发现所有合金的饱和磁化强度值均小于Slater Pauling规则所预期的值，这可能是由于一些固有的无序性。在5-300 K的温度范围内进行了详细的电阻率分析，考虑到不同的散射机制。残余电阻率比被发现随着Cr浓度的增加而减小。当x = 0.5时，由于弱的局域化效应，可以看到无序诱导的电阻率最小值。电阻率测量还表明，对于x = 0.1，半金属特性在高达100 K下仍然存在，而具有x= 0.3和0.5的合金即使在更高的温度下也显示出半金属性质的特征。使用更稳健的交换相关函数（即HSE-06）进行的第一性原理计算证实了整个浓度范围内的半金属量。理论模拟的带隙和磁矩恭维的实验结果，并在可能的情况下进行比较。所有这些性质使$\mathrm{Co_2Fe_{1-x}Cr_xSi}$成为一种有前途的自旋电子学材料。
2018-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized DFT calculations for physical properties of novel KVSb half-Heusler compound for spintronic and thermodynamic applicability
本文利用Wien2k中的DFT计算研究了KVSb half-Heusler化合物的相稳定性、弹性、热物理和磁学性质，发现其在I型相自旋极化态下最稳定并呈半金属特性，计算磁矩符合Slater-Pauling规则，表明该材料适用于自旋电子学和热电应用。
2024-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Structural, Elastic, Electronic and Magnetic Properties of MnNbZ (Z=As, Sb) and FeNbZ (Z=Sn, Pb) Semi-Heusler Alloys
用密度泛函理论研究了新系列半Heusler合金MnNbZ（Z=As，Sb）和FeNbZ（Z=Sn，Pb）的结构、电子、磁性和弹性性质.磁性相，因此，合金的结构稳定性被认为是铁磁状态被发现是稳定的。从态密度和能带结构计算中观察到半金属态。所有研究化合物的总磁矩为1 $μ_B$ /f.u.，对于具有铁磁行为的半Heusler，它们服从Slating-Pauling规则。计算的弹性常数C $_{ij}$、内聚能和形成能证实这些材料是机械稳定的。在这四个系统中，MnNbAs被发现具有最高的延展性，而其余系统被发现是脆性的性质。这些性质证实了MnNbAs是自旋电子器件应用的新候选者之一。
2020-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comparative study of tight-binding and ab initio electronic structure calculations focused on magnetic anisotropy in ordered CoPt alloy
采用一个包含磁性和自旋轨道耦合的经验多轨道紧束缚模型计算了CoPt L10结构的磁各向异性能。一个现实的Slater-Koster参数化单元素过渡金属适用于有序的二元合金。自旋磁矩和态密度的计算使用全势线性缀加平面波（LAPW）从头计算方法和我们的TB程序与不同的变量的原子间参数。该数据的详细相互比较允许确定复合TB参数的子集，其调整改善了TB和LAPW结果的一致性。MAE计算作为带填充的函数，使用改进的参数是广泛的协议与从头计算数据的所有价态和定量协议与从头计算和实验数据的自然带填充。我们的工作提供了一个实际的基础，进一步研究相对论磁输运各向异性通过本地格林函数形式主义，这是直接兼容我们的TB方法。
2013-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of electronic and half metallic properties of Mn$_2$YSn (Y = Mo, Nb, Zr) Heusler alloys
采用第一性原理密度泛函理论，采用广义梯度近似，研究了全Heusler化合物Mn $_2$ YSn（Y = Mo、Nb、Zr）的结构、电子和磁性。计算结果与理论值吻合较好。我们观察到Cu $_2$ MnAl型结构比Hg $_2$ CuTi型更稳定。对于Cu $_2$ MnAl型结构，在平衡晶格常数为6.18和6.31时，Mn $_2$ NbSn和Mn $_2$ ZrSn的计算总磁矩分别为1 $μ_{\text{B}}$和2 $μ_{\text{B}}$。Mn $_2$ MoSn在Hg $_2$ CuTi和Cu $_2$ MnAl型结构中都具有金属特性。总自旋磁矩服从斯莱特-鲍林规则。半金属在费米能级上表现出100%的自旋极化。因此，这些合金在自旋电子器件中是有希望的磁性候选者。
2021-03-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Magnetocaloric properties and critical behavior of Co$_2$Cr$_{1-x}$Mn$_x$Al Heusler alloys
研究了$_2$-$_x$-Al（$x=$ 0.25，0.5，0.75）-Heusler合金在铁磁（FM）转变（T $_{\rm C}$）过程中的磁热效应和临界行为. Rietveld精修的X射线衍射图显示出单相立方结构的所有样品。随温度变化的磁化率$χ$（T）数据显示居里温度和有效磁矩随Mn浓度的系统性增强，这与Slater-Pauling行为一致。M（H）等温线也表现出FM有序性，$χ$（T）数据分析表明相变的性质为二级，熵曲线的标度和Arrott图进一步支持了这一点。有趣的是，Mn替代导致磁熵变的增加，因此对于多级磁制冷机应用而言，导致较大的相对冷却功率。为了理解磁相变的本质，我们分别用修正的Arrott图和临界等温线分析法测定了$x=$ 0.75样品的临界指数$β$，$γ$，$δ$，并分别用Kouvel-Fisher方法和Widom标度关系进一步证实了这一点.计算结果表明，估计值$β=$ 0.507，$γ=$ 1.056，$δ=$ 3.084与平均场理论值接近。对应于这些指数值的重整化等温线（m vs h）坍缩成两个分支，高于和低于T $_{\rm C}$，这验证了我们的分析。我们的结果表明，存在长程FM相互作用，它的衰减速度比幂律为$J(r)\sim r^{-4.5}$的三维平均场理论。
2019-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of structure, magnetism, and electronic/thermal-transports of Ti(Cr)-substituted Fe2CrV all-d-metal Heusler ferromagnets
本研究结合理论与实验，分析Ti/Cr取代的Fe₂CrV全d金属Heusler合金的结构、磁性及输运性质演化，揭示掺杂对磁矩、居里温度和电阻率的调控规律，发现化学计量比组分输运性能最优。
2024-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Structural, electronic and magnetic properties of the Manganese telluride layers AMnTe2 (A=K, Rb, Cs) from first-principles calculations
采用基于密度泛函理论的第一性原理电子结构计算方法，研究了层状三元碲化锰：AMnTe 2（A = K，Rb，Cs）的结构、电子和磁性.计算完成内的全势线性缀加平面波（FP-LAPW）使用广义梯度近似GGA形式主义的交换相关项。我们已经处理了所有的铁磁，反铁磁和非磁性相，并发现铁磁是所有研究化合物的基态。此外，所研究的所有三种化合物都是半金属，每分子式单元的总自旋磁性为4 μ_B，其主要位于Mn原子处。我们表示这些化合物的斯莱特-鲍林规则的一个新版本，并详细讨论了少数自旋间隙的起源。最后，我们还计算了其它有关的物理量，如体积模量B，压力导数B '，虚半导体带隙Eg，半金属带隙E_HM。
2018-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Effect of surfaces and interfaces on the electronic, magnetic and gap-related properties of the half-metal Co$_2$MnSn
我们提出了最先进的电子结构计算的Co $_2$ MnSn全Heusler合金。我们表明，在其散装形式，它是一个半金属铁磁体的费米能级位于少数自旋态密度的一个微小的差距。此外，该合金显示出Slater Pauling行为，其总自旋磁矩在5 $μ_B$的晶胞中。在（001）表面的情况下，表面处的断裂键形成精确地钉扎在费米能级处的少数带，破坏半金属性。我们的计算表明，无论是与非磁性金属V和半导体InAs的界面是没有更多的半金属，由于在界面处的半金属原子的不同环境。这些界面态虽然仅局限于前几个界面层，但当耦合到缺陷态时可以变成导电的，并且杀死从半金属注入到半导体或非磁性金属间隔物中的电流的自旋极化。
2007-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Enhancing atomic ordering, magnetic and transport properties of Mn2VGa Heusler alloy thin films toward negatively spin-polarized charge injection
本文研究了偏离化学计量比对Mn2+xV1-xGa Heusler合金薄膜原子有序性、微观结构和磁输运性质的影响，发现富Mn成分（x=+0.2）可获得高质量L21有序薄膜，并通过抑制V反位缺陷保持高负自旋极化，为自旋电子器件中的负自旋极化电荷注入提供了有前景的材料方案。
2024-05-10 cond-mat.mtrl-sci
TDDFT calculations for excitation spectra of III-V ternary alloys
采用含时密度泛函理论（TDDFT）在线性增广Slater型轨道（LASTO）基上和集团平均方法计算了任意浓度$x$的III-V族合金的{ \color{red}激发}光谱. TDDFT采用绝热元广义梯度近似（mGGA）进行计算，该近似将动力学交换相关核（$f_{XC,00}(\mathbf{q})$）中的$1/q^2$奇异性表示为$q\rightarrow 0$ .我们发现，通过使用局域密度近似（LDA）得到的波函数，同时使用mGGA计算能带结构的自能校正，我们可以得到{ \color{red}良好的整体}之间的理论结果和实验数据的激发光谱的一致性。因此，我们的研究提供了一些见解的理论计算的半导体合金的光谱。
2017-07-22 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Anomalous transport properties of the halfmetallic ferromagnets Co2TiSi, Co2TiGe, and Co2TiSn
本文报道了Co_2TiZ（Z = Si，Ge，Sn）化合物的理论和实验研究。半金属铁磁性预测所有三种化合物，只有两个带交叉的费米能在多数通道。磁矩满足斯莱特-鲍林规则，居里温度远高于室温。所有化合物在低温下显示出类似金属的电阻率，直到它们的居里温度，高于电阻率变化到类似半导体的行为。在室温下，在4 T的外加磁场下，Co_2TiSn的负磁电阻率高达55%，与锰氧化物的负磁电阻率相当。三种化合物的塞贝克系数均为负值，在居里温度达到最大值，在950 K以下几乎保持不变。对于Co_2TiSn，达到的最高值为-52 μ V/Km，这对于金属来说是大的。半金属性和在宽温度范围内恒定的大塞贝克系数的组合使得这些化合物成为热电应用和进一步spincaloric调查的有趣材料。
2009-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Large saturation moment and high ferromagnetic transition temperature in a structurally disordered inverse Heusler alloy Fe2RuGe
本文通过电弧熔炼合成新型反Heusler合金Fe2RuGe，发现其具有860 K高居里温度和4.9 μB大饱和磁矩，理论计算揭示Fe向Ru的电荷转移导致异常大磁矩。
2023-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Cocktail effect and robust Berry curvature driven anomalous Hall conductivity in the entropy-stabilized Heusler alloy Co$_2$(Ti$_{0.25}$V$_{0.25}$Cr$_{0.25}$Fe$_{0.25}$)Al
Thapar Institute of Engineering and Technology（塔帕尔工程与技术学院）；Bennett University（贝内特大学）；Jaypee Institute of Information Technology (JIIT)（贾伊皮信息技术学院）
本研究合成了熵稳定Heusler合金Co$_2$(Ti$_{0.25}$V$_{0.25}$Cr$_{0.25}$Fe$_{0.25}$)Al，通过实验和DFT计算证明其反常霍尔电导主要源于贝里曲率，且尽管存在化学无序，该电导仍与母体化合物相当，体现了鸡尾酒效应。
2026-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Computational insights into Cobalt-based novel half-Heusler alloy for sustainable energy applications
本文利用DFT和FLAPW方法系统研究半赫斯勒合金CoVAs的弹性、电子、磁性、热力学及光学性质，揭示其半金属铁磁性和高温应用潜力，并指出其在自旋电子学、光伏和光电领域的应用前景。
2025-02-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Regularities and features in the behavior of electrical and magnetic properties of Co$_2$FeZ (Z = Al, Si, Ga, Ge, Sn, Sb) half-metallic ferromagnetic Heusler alloys
本文测量 Co$_2$FeZ 系列 Heusler 合金的电阻率、磁化和 Hall 效应，揭示其随 Z 元素原子序数变化的电磁关联及不同温区的电阻散射规律。
2024-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structural ordering driven anisotropic magnetoresistance, anomalous Hall resistance and its topological overtones in full-Heusler Co2MnSi thin films
本文报道了在（001）MgO衬底上沉积的全Heusler合金Co $_2$ MnSi薄膜的晶体结构、磁有序和电子输运随退火温度（$T_A$）的变化。通过将$T_A$从300 $^\circ$ C增加到600 $^\circ$ C，膜从无序纳米晶相变为$B2$有序，最后变为$L2_1$有序合金。饱和磁矩随着结构有序化而提高，并接近每个分子式单元的$\approx 5.0 μ_B$的Slater-Pauling值（$T_A$ = 600 $^\circ$ C）。在这个阶段，薄膜是软磁体，其矫顽场和饱和场分别低至$\approx$ 7 mT和350 mT。纵向电阻率（$ρ_{xx}$）和剩余电阻率比也有显著的改善效果。一个基于晶界电子透明性的模型阐明了从负态$dρ/dT$到正态$dρ/dT$的转变，并改善了结构有序性。霍尔电阻率（$ρ_{xy}$）源自外磁场中电荷载流子的正常散射、源自内建磁化的异常效应以及无序相中小但明显的拓扑霍尔效应。从高场$ρ_{xy}$数据中提取了载流子浓度（$n$）和迁移率（$μ$）。高度有序的膜的特征在于在室温下的$n$和$μ$为1.19 $\times$ 10 $^{29}$ m $^{-3}$和0.4 cm $^2V^{-1}s^{-1}$。$ρ_{xy}$对$ρ_{xx}$的依赖性表明在我们的膜中斜散射占主导地位，这表明随着$T_A$的升高而单调下降。对…
2013-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Geometric, electronic, and magnetic structure of Co$_2$FeSi: Curie temperature and magnetic moment measurements and calculations
在这项工作中，一个简单的概念被用于系统地寻找具有高自旋极化的新材料。它基于两个半经验模型。首先，Slater Pauling规则用于估计磁矩。该模型得到了电子结构计算的支持。第二个模型被发现特别是钴$_2$为基础的Heusler化合物时，比较它们的磁性。结果表明，这些化合物的居里温度似乎与磁矩呈线性关系。在这些模型的刺激下，重新审视了Co $_2$ FeSi。通过X射线衍射、X射线吸收光谱、穆斯堡尔谱以及高、低温磁谱等手段详细研究了该化合物的几何结构和磁性结构。测量结果表明，它是目前在Heusler化合物和半金属铁磁体中具有最高磁矩（$6μ_B$）和居里温度（1100 K）的材料。详细的电子结构计算支持的实验结果。
2005-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Complex magnetic interactions and critical behavior analysis in quaternary CoFeV$_{0.8}$Mn$_{0.2}$Si Heusler alloy
本研究针对四元CoFeV$_{0.8}$Mn$_{0.2}$Si赫斯勒合金，通过结构表征与多种分析方法探究其磁相互作用与临界行为，明确其二级相变特性与短程磁有序本质，为相关合金磁性研究提供参考。
2023-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Monte Carlo calculations of Curie temperatures of Y$_{1-x}$Gd$_x$(Fe$_{1-y}$Co$_y$)$_2$ pseudobinary system
称为Laves相的紧密堆积的AB $_2$结构构成了最大的金属间化合物组。在本文中，我们计算研究了赝二元Laves相系统Y $_{1-x}$ Gd $_x$（Fe $_{1-y}$ Co $_y$）$_2$跨越之间的YFe $_2$，YCo $_2$，GdFe $_2$，和GdCo $_2$顶点。虽然绝大多数Y $_{1-x}$ Gd $_x$（Fe $_{1-y}$ Co $_y$）$_2$相图是亚铁磁相，但YCo $_2$及其周围的窄浓度范围是顺磁相。我们提出的海森堡模型的参数来自第一性原理计算的Monte Carlo模拟得到的结果。对于计算，我们使用乌普萨拉原子自旋动力学（Uppasd）代码连同自旋极化相对论Korringa-Kohn-Rostoker（SPR-KKR）代码。从第一性原理，我们计算的磁矩和交换积分所考虑的伪二元系统，连同自旋极化的边界成分的状态密度。此外，我们表明如何补偿点与有效零总力矩取决于所考虑的亚铁磁相的浓度。然而，我们的研究的主要结果是确定系统Y $_{1-x}$ Gd $_x$（Fe $_{1-y}$ Co $_y$）$_2$的居里温度依赖性。除了YCo $_2$周围的顺磁性区域，预测的温度是在良好的定性和定量的协议与实验结果，这证实了该方法的能力，预测磁性转变温度的系统包含多达三个不同的磁性元素（Fe，Co，和Gd）同时。对于Y（Fe $_{1-y…
2021-05-28 cond-mat.mtrl-sci
