Design scheme of new multifunctional Heusler compounds for spin-transfer torque applications
这篇论文被撤回了。
2011-05-11 cond-mat.mtrl-sci
LaPtSb: a half-Heusler compound with high thermoelectric performance
采用第一性原理计算结合半经典Boltzmann理论和形变势理论研究了半Heusler化合物LaPtSb的电子和输运性质.与许多典型的半Heusler化合物相比，LaPtSb在室温下具有明显的大功率因数，特别是对于n型系统。与非常低的晶格热导率一起，LaPtSb的热电优值（ZT）可以通过微调载流子浓度优化到创纪录的2.2。
2016-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect in the Co-based Heusler compounds Co$_{2}$FeSi and Co$_{2}$FeAl
本文研究了Heusler化合物Co $_{2}$ FeSi和Co $_{2}$ FeAl中反常霍尔效应（AHE）随退火温度的变化规律，从而对AHE的起源有了一个较全面的认识。我们已经证明，晶体质量受退火过程的影响是一个重要的控制参数，以调整电阻率$ρ_{xx}$以及异常霍尔电阻率$ρ_{ahe}$。根据$ρ_{xx}$分析$ρ_{ahe}$的标度行为，指出温度依赖的斜散射是两种Heusler化合物的主要机制。
2011-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Systematic understanding of half-metallicity of ternary compounds in Heusler and Inverse Heusler structures with 3$d$ and 4$d$ elements
采用{ \it ab initio}电子结构计算，我们广泛地研究了具有化学式X $_2$ X $^\prime$ Z的三元赫斯勒化合物，其中X = Mn、Fe或Co; Z = Al或Si;并且X $^\prime$沿着4个$d$过渡金属的行变化。本文对这些化合物的结构、电子、磁性和居里温度的发展趋势进行了全面的综述，并对自旋电子学应用中的新材料进行了研究。一个简单的图片杂化的$d$轨道的相邻原子被用来解释的起源，在这些化合物中的半金属间隙。我们发现，在不同的Heusler晶格中的磁性原子的安排在很大程度上是负责原子间的交换相互作用，与它们的电子结构的功能，以及半金属性的可能性。我们发现了7个自旋极化率为100%的半金属磁体。我们确定了一些其他化合物具有高自旋极化的“近半金属”，这可能是潜在的应用程序以及。我们发现，在电子结构中的主要特征保持不变，如果3 $d$ X $^{\prime}$组成部分被替换为一个等电子的4 $d$，这意味着价电子的总数可以被用来作为半金属性质的预测从Heusler家族的化合物。
2018-12-07 cond-mat.mtrl-sci
A New Spin Gapless Semiconductors Family: Quaternary Heusler Compounds
采用第一性原理计算，研究了一系列四元LiMgPdSn型Heusler化合物的能带结构.计算结果表明，CoFeMnSi，CoFeCrAl，CoMnCrSi，CoFeVSi和FeMnCrSb具有独特的电子结构，在一个自旋方向上具有半金属带隙，而在另一个自旋方向上具有零宽度带隙，表现出无自旋带隙的半导体行为.我们进一步分析了所有四元Heusler合金的电子和磁性，揭示了在Heusler化合物中识别自旋无隙半导体的半经验一般规律（总价电子数为26或28）。并讨论了晶格畸变和主族元素变化的影响。
2013-01-31 cond-mat.mtrl-sci
A critical study of the elastic properties and stability of Heusler compounds: Phase change and tetragonal $X_{2}YZ$ compounds
本文利用全势线性缀加平面波（FPLAPW）的高精度计算了四元和立方Heusler化合物的弹性常数和衍生性质。为了找到精确计算所需的标准，探讨了增加$k$点和平面波的数量对计算的弹性常数收敛性的影响。一旦精确的弹性常数计算，弹性各向异性，声速，德拜温度，延展性，和其他可测量的物理性质确定的研究系统。弹性性能表明金属粘结与中间的延展性，脆性和韧性之间，所研究的Heusler化合物。为了解决非化学计量对力学性能的影响，使用虚晶近似（VCA）来计算弹性常数。结果表明，各向异性比与Heusler化合物的化学计量比之间存在着极大的相关性，尤其是Ni $_{2}$ MnGa的情况。
2017-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Heusler 4.0: Tunable Materials
Heusler化合物是二元、三元和四元化合物的大家族，其表现出广泛的基本和潜在技术兴趣的性质。赫斯勒化合物通过化学取代和结构基序的广泛可调性使得该家族特别有趣。在这篇文章中，我们突出了最近的主要发展领域的Heusler化合物，并把这些在历史背景下。赫斯勒化合物的演变可以通过四个主要的研究阶段来描述。在最近的一个时期，Heusler 4.0导致了对各种拓扑性质的观察，包括：具有Weyl和Dirac点的拓扑金属;各种非共线自旋纹理，包括最近在室温下观察到的skyrmions;以及反铁磁Heusler中具有三角形磁性结构的巨大异常霍尔效应。在这里，我们给出了一个全面的概述，这些重大成就和设置的背景下，最近出现的趋势在凝聚态物理的研究到Heusler材料。
2017-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical investigations of electronic structure and magnetism in Zr2CoSn full-Heusler compound
在密度泛函理论框架下，采用从头算方法研究了一种新型的、有前途的全Heusler化合物Zr 2 CoSn的半金属性质. Hg_2CuTi型晶体具有铁磁有序结构，其最佳晶格常数为6.76 A.计算的总磁矩为3 uB/f. u。并遵循典型的斯莱特-鲍林依赖性。当晶胞体积收缩5%时，半金属度消失。
2014-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Slater-Pauling Rule and Curie-Temperature of Co$_2$-based Heusler compounds
提出了一个指导寻找高自旋极化新材料的概念。结果表明，半金属铁磁体的磁矩可由广义Slater Pauling规则计算。此外，根据经验发现，基于Co $_2$的赫斯勒化合物的居里温度可以从对磁矩的看似线性的依赖性来估计。作为这些简单规则的成功应用，发现Co $_2$ FeSi实际上是表现出最高磁矩和最高居里温度的半金属铁磁体。
2005-10-08 cond-mat.mtrl-sci
A general rule for predicting the magnetic moment of Cobalt-based Heusler compounds using compressed sensing and density functional theory
我们提出了一个一般规则，用于估计钴$ 2$（钴）为基础的Heusler合金的磁矩，特别是当掺杂后过渡金属。我们提出了一个描述符，可以描述纯的CoPDMATHABMN YZ化合物和掺杂的化合物与化学式CoPDMATHABMN Y $_{1-x}$ $_x$ Z（M是掺杂剂）使用在线数据的磁矩与Co $_2$ YZ结构和压缩传感方法的Heusler合金。新提出的描述符不仅取决于化合物的价电子数，而且还取决于掺杂位置中未被占据的d电子数。提出的描述符和斯莱特-鲍林规则的性能进行了比较。与仅对半金属Heusler化合物有效的Slater-Pauling规则不同，我们的机器学习方法更通用，因为它适用于任何Co $_2$ YZ Heusler化合物，无论它们是否是半金属。我们使用这个新的规则来估计一些尚未被发现的Heusler化合物的磁矩，并将结果与基于密度泛函理论（DFT）的计算结果进行比较。最后，我们使用DFT和机器学习研究来证明它们的稳定性。
2022-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Recent Advances in Thermoelectric Performance of Half-Heusler Compounds
半Heusler相（空间群F43 m，C1 b）作为中高温热-电功率转换的新型热电材料，近年来受到了广泛关注。研究最多的是RNiSn型半赫斯勒化合物，其中R代表难熔金属Hf，Zr和Ti。这些化合物已经显示出高功率因数和高功率密度，以及良好的材料稳定性和可扩展性。然而，由于它们的高导热性，这些材料的无量纲品质因数（zT）长时间停滞在1附近。自2013年以来，在500至900摄氏度的温度范围内，半赫斯勒化合物的可验证ZT从1上升到接近1.5。在这篇简短的综述中，我们总结了最近的进展以及实现高ZT的方法。特别是，我们讨论了较少开发的应变释放效应和掺杂剂共振态效应的作者和他的合作者研究更详细。最后，我们指出了进一步发展的方向。关键词：半赫斯勒化合物;优值;功率密度;晶格无序;掺杂共振态
2018-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Search for spin gapless semiconductors: The case of inverse Heusler compounds
我们采用从头计算的电子结构计算，寻找自旋无隙半导体，最近发现的一类新材料，在逆Heusler化合物。该特性的出现并不伴随着一般规则，并且结果是特定于材料的。所鉴定的六种化合物显示关于自旋向下的能带结构的半导体行为，并且在自旋向上的能带结构中，价带和导带彼此接触，导致100%自旋极化的载流子。此外，这六种化合物还应表现出高居里温度，因此适合于自旋电子学应用。
2012-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic microstructure and magnetotransport in Co2FeAl Heusler compound thin films
我们关联同时记录的磁输运和空间分辨磁光克尔效应（MOKE）的数据在Co 2 FeAl Heusler化合物薄膜微图案成霍尔酒吧。室温MOKE图像揭示了在外部施加的磁场中畴的成核和传播，并用于提取对应于霍尔条中的平均磁化方向的宏自旋。利用该巨自旋计算的各向异性磁电阻与磁电阻测量结果非常吻合。这表明，在Heusler化合物的磁输运可以充分模拟使用简单的宏自旋模型，而由于畴壁的磁阻贡献是微不足道的重要性。
2010-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxy of thin films of the Heusler compound Co2Cr0.6Fe0.4Al
用直流磁控溅射法制备了高自旋极化Heusler化合物Co_2Cr_（0.6）Fe_（0.4）Al的外延薄膜。XRD和TEM研究表明，在MgO（100）衬底上使用Fe缓冲层是如何在低沉积温度下支持高度有序的Co2Cr0.6Fe0.4Al的生长的。生长态样品显示出较大的有序磁矩，μ = 3.0 μ_B/f. u。提供了低水平紊乱的证据
2006-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Reentrant topological phase in half-Heusler compounds
本研究聚焦半赫斯勒化合物的拓扑相，结合第一性原理计算与k·p模型揭示其三带拓扑机制，探究了拉伸下拓扑相的鲁棒性，为该类材料拓扑性质研究提供了新视角。
2024-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Generalized Slater-Pauling rule for the inverse Heusler compounds
我们提出了广泛的第一性原理计算的逆全Heusler化合物具有的化学式X $_2$ YZ其中（X = Sc，Ti，V，Cr或Mn），（Z = Al，Si或As）和Y的范围从Ti到Zn。这些合金中的几种被确定为半金属磁体。我们发现，在所有情况下，半金属性的外观是相关的斯莱特-鲍林行为的总自旋磁矩。根据组成过渡金属原子的化学类型，逆赫斯勒合金的这一规则有三种不同的变体。关于相邻原子d轨道杂化的简单论证可以解释这些规则。我们希望我们的研究结果能够引发对这种半金属Heusler化合物的进一步实验兴趣。
2012-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Modified Becke-Johnson potential investigation of half-metallic Heusler compounds
采用密度泛函理论研究了具有Tran-Blaha修正的Becke-Johnson（TB-mBJLDA）势的各种潜在半金属Heusler化合物的电子结构.半金属间隙的Perdew-Burke-Ernzerhof（PBE）功能的值大大增强。特别是未占态密度修改mBJLDA，与实验的一致性是相当差的PBE。通过减小Tran-Blaha参数c，可以改善态密度的一致性。然而，基态属性，如超精细领域更准确地描述PBE比mBJLDA。尽管其成功的离子和共价半导体和绝缘体，我们得出结论，mBJLDA是不是一个合适的近似半金属Heusler化合物。
2012-10-29 cond-mat.mtrl-sci
GW study of the half-metallic Heusler compounds Co2MnSi and Co2FeSi
在无可调参数的全电子框架下，采用单次GW近似计算了Co_2MnSi和Co_2FeSi Heusler化合物的准粒子谱.对于Co2 FeSi的多体修正是至关重要的：赝能隙打开和良好的协议的磁矩与实验获得。然而，除此之外，相对于密度泛函理论出发点的变化是适度的。对于这两种情况下，我们发现，光电发射和X射线吸收光谱很好地描述了计算。通过与GW态密度的比较，我们得出结论，Kohn-Sham本征值谱提供了一个合理的近似的准粒子谱的Heusler化合物在这项工作中考虑。
2012-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Tetragonal superstructure of the antiskyrmion hosting Heusler compound Mn1.4PtSn
非中心对称磁体中的Skyrmion是涡旋状自旋排列，被视为信息存储器件的潜在候选者。晶体结构和非共线的磁性结构以及磁性和自旋轨道相互作用定义了Skyrmion结构的对称性。我们概述了这些参数在Heusler化合物Mn1.4PtSn中的重要性，Mn1.4PtSn具有反skyrmions，与skyrmions.1相关的涡旋状自旋织构。我们克服了生长Mn1.4PtSn的大型无微孪晶单晶的挑战，这已被证明是在化合物中实现体skyrmionic/反skyrmionic态的瓶颈。在Heusler化合物如Mn1.4PtSn中使用5d-过渡金属铂和锰作为组分是非共线磁性结构的先决条件。由于Mn1.4PtSn的四重反Heusler结构，它表现出大的磁晶各向异性和D2 d对称性，这是反回旋共振所必需的。Mn1.4PtSn中的超结构是由Mn空位引起的，这使得铁磁交换相互作用发生。Mn1.4PtSn是已知的第一个四元Heusler超结构化合物，在包含数千种化合物的家族中开辟了与超结构相关的性质的新研究方向。
2020-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Giant anomalous Hall and Nernst effect in magnetic cubic Heusler compounds
磁性和拓扑结构的相互作用为奇异的线性响应效应提供了可能性，例如异常霍尔效应和异常能斯特效应，这些效应可以通过在电子结构中设计强的贝瑞曲率来强烈增强。甚至有可能利用这一点在高温下通过降低维度来创建量子反常霍尔态。磁性Heusler化合物是用于此目的的一类有前途的材料，因为它们生长在薄膜中，具有高居里温度，并且它们的电子结构具有强拓扑特征。在这里，我们提供了一个全面的研究磁性立方全Heusler化合物的固有异常传输，我们说明了几个Heusler化合物优于迄今为止报道的最好的材料。结果揭示了对称性的重要性，特别是镜像平面，结合磁性对巨反常霍尔效应和能斯特效应的影响，这对于线性响应（自旋霍尔效应，自旋轨道力矩等）是普遍有效的。由内在贡献主导。
2020-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Surface and bulk properties of the Heusler compound Co2Cr0.6Fe0.4Al: a Moessbauer study
为了探索其结构和磁性，Heusler化合物Co2Cr0.6Fe0.4Al使用穆斯堡尔谱进行了研究。透射和转换电子穆斯堡尔谱（CEMS）的结果进行了分析，以获得洞察到的无序效应以及体和表面性能之间的差异。结果发现，机械处理的散装样品的表面造成的障碍和相分离，应考虑到的影响，当使用表面信息技术进行研究。本文用Co_2Cr_（0.6）Fe_（0.4）Al体样品CEMS测量结果解释了该化合物的薄膜穆斯堡尔谱。
2006-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio study of stable 3d, 4d and 5d transition metal based Quaternary Heusler compounds
实现Heusler化合物的稳定结构并研究其不同性质是其在自旋电子学和磁电子器件中潜在应用的重要一步。本文采用平面波赝势方法，在密度泛函理论（DFT）的框架下，研究了25个四元Heusler化合物的电子、磁性和力学性质.开放量子材料数据库（OQMD）用于筛选大量化合物，以缩小可能的合成材料。利用凸包距离和弹性常数来确定化合物的热力学和机械稳定性。对不同结构的仔细研究表明，其中5个化合物为1型结构，而20个化合物为3型结构。对所观察到的行为的可能的解释是通过调用电负性参数和通过研究不同结构中的单个自旋磁矩。这些化合物具有不同的电子和磁性，如半金属性、自旋无隙半导体行为和非磁性半导体性质。
2022-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Half metallic state and magnetic properties versus the lattice constant in Ti\raisebox{-.2ex}{\scriptsize 2}CoSn Heusler compound: an ab initio study
采用密度泛函理论和Perdew Burke Ernzerhof广义梯度近似（GGA）研究了Ti \raisebox{-.2ex}{\scriptsize 2} CoSn全Heusler化合物的半金属性质.进行了结构优化，计算出的平衡晶格常数为6.340 A。化合物的自旋上带具有金属性质，自旋下带是半导体的，在平衡晶格常数下的间接带隙为0.598 eV。对于晶格参数，范围从6.193到6.884 A的化合物呈现100%的自旋极化和3 $μ_{B}$的总磁矩。
2013-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Magnetovolume Effects in Heusler Compounds via First-Principles Calculations
Heusler合金由于具有高的磁热效应和磁体积效应，在包括磁制冷在内的多种应用中具有广阔的前景。优化这种潜力的一种方法是通过增加磁体积效应。采用密度泛函理论和Korringa-Kohn-Rostoker方法，计算了几种L2 1型Co2 YZ Heusler合金的有效交换相互作用能和相应的平均场居里温度随体积（静水压力）的变化.不同的定性趋势和迹象的居里温度和力矩的压力导数中发现这些化合物，讨论和以前的计算和实验进行比较。
2016-12-29 cond-mat.mtrl-sci
High thermoelectric performance of half-Heusler compound BiBaK with intrinsically low lattice thermal conductivity
半赫斯勒化合物通常表现出相对较高的晶格热导率，这对于热电应用是不期望的。在这里，我们证明了第一性原理计算和玻尔兹曼输运理论的BiBaK系统是一个例外，它具有相当低的热导率证明了非常小的声子群速度和弛豫时间。详细的分析表明，重Bi和Ba原子形成笼状结构，轻K原子在笼状结构中以较大的原子位移参数晃动。结合其良好的电子输运性质，BiBaK在900 K时显示出最大的n型ZT值为1.9，这优于大多数半赫斯勒热电材料。
2020-04-26 cond-mat.mtrl-sci
First-principles investigation of half-metallic ferromagnetism of half-Heusler compounds XYZ
采用从头算密度泛函理论研究了半Heusler化合物XYZ（X，Y=V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni; Z=Al，Ga，In，Si，Ge，Sn，P，As，Sb）的电子结构和磁性.预测了9种具有半Heusler结构的半金属，半金属带隙为0.07-0.67 eV。计算结果表明，这9种半Heusler化合物的形成能在-1.32 ~-0.12eV/f. u之间，对于CoCrSi、CoCrGe、CoFeGe、CoMnSi、CoMnGe、FeMnGe和FeMnAs，半Heusler结构与相应的基态结构之间的总能量差很小（0.07-0.76 eV/f.u.），因此，预期它们将在亚稳态条件下以薄膜的形式实现用于自旋电子学应用。还详细研究了CoCrGe和FeMnAs的半金属度对晶格畸变的稳定性。
2014-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Designing and discovering a new family of semiconducting quaternary Heusler compounds based on the 18-electron rule
具有相当大的带隙的金属间化合物因其不寻常的性质而引人注目，但却很少见。在这里，我们提出了一个新的家庭稳定的半导体四元Heusler化合物，设计和发现的高通量\textit{ab initio}计算的基础上的18电子规则。本文报道的99种新半导体采用有序的四元Heusler结构，原型为LiMgSnPd（F $\bar{\mathbf{4}}$ 3 m，No.\，216)并且每个分子式单元含有18个价电子。它们是通过用小的正电性原子填充半赫斯勒结构中的空隙来实现的，即，锂。这些新的稳定的四元Heusler半导体材料具有0.3 ~ 2.5eV的禁带宽度，并表现出一些不同于传统半导体材料的特殊性质，如强光吸收、巨介电屏蔽和高Seebeck系数等，预示着这些半导体材料在光伏和热电材料方面具有潜在的应用前景.虽然这项研究为进一步探索这种新型的半导体四元Heusler开辟了途径，但本文使用的设计策略广泛适用于潜在的广泛的化学物质，以发现新的稳定材料。
2018-02-13 cond-mat.mtrl-sci
A first-principles investigation of the thermodynamic and mechanical properties of Ni-Ti-Sn Heusler and half-Heusler materials
本文用第一性原理计算研究了Ni-Ti-Sn Heusler和half-Heusler化合物的振动、热力学和力学性质。首先，我们计算了NiTiSn的拉曼光谱和红外光谱，提供了直接用于其实验光谱分配的基准理论数据，并澄清了文献中报道的关于其模式分配的争论。然后，我们讨论了Ni_2TiSn的低频振动态密度。相对于NiTiSn，这些状态是（i）较小的自由能，（ii）较高的熵，和（iii）较低的德拜温度的起源。最后，我们报道了这两种化合物的力学性能。特别是，我们已经发现，半Heusler化合物具有最大的刚度。其体积弹性模量也最小。这种不寻常的行为与Ni空位有关，Ni空位在均衡压缩下削弱了结构。两种化合物都表现出韧性行为。
2013-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Experimental realization of a semiconducting full Heusler compound: Fe2TiSi
用磁控溅射法制备了全Heusler化合物Fe_2TiSi的单相薄膜。该化合物是半导体，带隙为0.4eV。由于稀释的自由电子气体与超顺磁性杂质的近藤散射，电阻率具有对数温度依赖性，直到室温。电子气的起源是外在的，由于无序或非化学计量。电子结构的密度泛函理论计算与电子能量损失、光学和X射线吸收实验非常一致。Fe2TiSi可以用作热电材料。
2014-02-24 cond-mat.mtrl-sci
An Enormous Class of Double Half-Heusler Compounds with Low Thermal Conductivity
自大约一个世纪前发现以来，多功能半赫斯勒半导体的结构和化学作为三组分系统得到了广泛的研究。构成这些具有标称式XYZ的三元化合物的元素组是公认的。从非常相同的一组著名的元素，我们探索四元双（$X'X''Y_2Z_2$，$X_2Y'Y''Z_2$，和$X_2Y_2Z'Z''$），三重（$X_2'X''Y_3Z_3$）和四重（$X_3'X''Y_4Z_4$）半Heusler组成的相空间，其大小的10倍。使用可靠的，第一原理热力学方法选择的347种新的组合物，我们预测127个新的稳定的四元化合物，已经超过了89个几乎详尽的三元系统。现有技术的三元半赫斯勒化合物的热电性能受到其固有的高晶格热导率（$κ_{L}$）的限制。与三元半Heusler相比，双半Heusler中的热输运主要由具有较小群速度的低频声子模式控制，并受无序散射的限制。合成了双半赫斯勒组成Ti $_2$ FeNiSb $_2$，并证实其具有比TiCoSb显著更低的晶格热导率（在室温下为3倍），从而为热电效率优化提供了更好的起点。我们展示了一个可靠的策略，以帮助寻找低热导率的半Heuslers和指向一个巨大的组合物空间实现it. Our的研究结果可以扩展到其他大家庭的多组分金属间半导体的系统发现。
2019-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Band splitting induced Berry flux and intrinsic anomalous Hall conductivity in NiCoMnGa quaternary Heusler compound
Heusler化合物的反常输运性质由于其独特的能带结构和在自旋电子学中的潜在应用而成为近年来的研究热点。本文报道了多晶NiCoMnGa四元Heusler化合物的反常霍尔效应。在10 K时发现了约256 S/cm的反常霍尔电导率（AHC），其本征贡献约为121 S/cm。霍尔数据的分析揭示了AHE中存在外在和内在的贡献。我们的理论计算表明，在费米能级上由于自旋轨道相互作用（SOI）引起的能带分裂形成的一对自旋轨道耦合带在系统中产生了有限的Berry通量，提供了约100 S/cm的本征AHC，这与实验符合得很好.
2022-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Machine-Learning-based Prediction of Lattice Thermal Conductivity for Half-Heusler Compounds using Atomic Information
半赫斯勒化合物作为热电能量转换和自旋电子学技术的候选材料在各个领域引起了关注。这是因为它具有各种电子结构，例如半金属、半导体和拓扑绝缘体。当半赫斯勒化合物被并入到器件中时，由于高晶体对称性而导致的高晶格热导率的控制对于器件的热管理器是一个挑战。预测晶格热导率的计算是用于控制器件的热管理的重要物理参数，其需要的计算成本是通常的密度泛函理论计算的几百倍。因此，我们研究了是否可以仅基于通过密度泛函理论计算的各种半赫斯勒化合物中的热导率的组成元素的原子信息，通过机器学习预测晶格热导率。因此，我们构建了一个机器学习模型，它可以预测晶格热导率与高精度的信息，只有原子半径和原子质量的每一个网站的半Heusler型晶体结构。应用我们的结果，晶格热导率为未知的半Heusler化合物可以立即预测。在未来，可以实现新功能材料的低成本和短时间开发，从而在寻找新型功能材料方面取得突破。
2020-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Unconventional transport behavior in the Quaternary Heusler compounds CoFeTiSn and CoFeVGa
本文报道了新合成的四元Heusler化合物CoFeTiSn和CoFeVGa的电输运和磁性质。我们观察到一个显着的变化，CoFeTiSn的电子输运性质的系统经历了顺磁到铁磁的转变。虽然样品在顺磁相中显示出活化的半导体行为，但随着铁磁转变的开始，它突然转向金属相。我们比较了该系统与其他Hesuler化合物表现出类似的异常的运输，它似乎CoFeTiSn有很多相似之处的Fe $_2$ VAl化合物具有赝隙的顺磁相。与此形成鲜明对比的是，CoFeVGa在90 K以下显示出主要的半导体行为，低于90 K时显示出金属区域的窗口。两种组分均表现出负的Seebeck系数随温度线性变化。CoFeTiSn的塞贝克系数值与许多被确定为潜在热电材料的Heusler合金的塞贝克系数值相当。
2018-10-11 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study on thermoelectric properties of half-Heusler compounds CoMSb(M=Sc, Ti, V, Cr, and Mn)
我们对半Heusler化合物CoMSb（M=Sc，Ti，V，Cr，Mn）的热电性质、Seebeck系数和反常能斯特系数进行了系统的密度泛函计算.计算得到的载流子浓度对化合物Seebeck系数的影响与实验值符合得很好。我们发现半金属铁磁CoMnSb在布里渊区边界处表现出很大的反常能斯特效应，这是由Berry曲率引起的。这些结果有助于理解大反常能斯特系数的机理，为设计高性能的磁性热电材料提供了线索。
2018-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism in tetragonal manganese-rich Heusler compounds
用密度泛函理论对富锰Heusler化合物的总能量进行了全面的研究。从一个大的立方母系统，四倍失真的响应进行了详细研究。我们从那些最有可能变成四次方的系统中挑选出保持立方的系统。的驱动力的tetrapherite扭曲和它的磁性能的影响，特别是当它们偏离斯莱特-鲍林规则，以及居里温度的趋势，突出显示。通过偏态密度，电子结构的变化揭示了所观察到的趋势的微观起源。我们把注意力集中在磁晶各向异性，并发现非常高的值为tetrapherheusler化合物含有重过渡金属伴随着低磁矩，这表明这些材料是有前途的候选人自旋转移矩磁化开关应用。
2015-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and magnetism of new scandium-based full Heusler compounds: Sc2CoZ (Z=Si, Ge, Sn)
在密度泛函理论（DFT）框架下，采用第一性原理FPLAPW方法研究了新型全Heusler化合物Sc2 CoZ（Z=Si，Ge，Sn）的电子结构和磁性.所研究的材料是稳定的，对分解，在铁磁配置和结晶的逆Heusler结构。半金属性能的变化的功能的晶胞体积进行了分析，关于第四主族组成元素。电子结构计算表明，在优化的晶格参数为6.28和6.62时，Sc2 CoSi和Sc2 CoSn的间接带隙分别为0.544和0.408 eV，具有半金属性质.对于Sc_2CoGe化合物，费米能没有被钉扎在能带隙内，既不是因为晶胞收缩，也不是因为放大。计算的总磁矩为1 μ B/f.u.，对于所有化合物，符合Slater-Pauling规则。
2014-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Low-moment ferrimagnetic phase of the Heusler compound Cr2CoAl
合成在反赫斯勒相中形成的半金属全补偿亚铁磁体可能导致优异的自旋电子器件。这些材料在室温下将具有高自旋极化，具有非常小的边缘磁场。先前的理论研究表明，由于其低活化能，Cr2CoAl应该以稳定的反Heusler晶格形成。在这里，化学计量的Cr2CoAl样品电弧熔化，并在不同的温度下退火，然后研究其结构和磁性能。高分辨率同步辐射X射线衍射显示，除了CoAl和Cr相的化学有序Heusler相。软X射线磁性圆二色性表明Cr和Co的磁矩是反铁磁性取向的，导致在Cr2CoAl中观察到低的磁矩。
2015-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Band structure and transport studies of half Heusler compound DyPdBi: An efficient thermoelectric material
Heusler合金的发现使金属间化合物的研究领域发生了革命性的变化，因为人们可以很容易地获得多功能应用的潜在候选者。近年来，人们对许多半Heusler合金的热电性能进行了研究。f电子基稀土三元半赫斯勒化合物DyPdBi的f能级位于费米能级附近。其他研究工作强调，这种材料具有良好的热电能力。在密度泛函理论框架下，利用不同的交换关联势，利用第一性原理研究了DyPdBi的电子能带结构.在热电性能的研究中出现的DyPdBi的输运系数已被计算，并说明其作为一种有效的热电材料的潜力。理论估计的塞贝克系数和功率因数与现有的实验结果吻合良好。我们的计算表明，它是必不可少的，包括自旋轨道耦合在这些模型的f电子半Heusler材料。
2015-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Structural, elastic, electronic, magnetic and thermoelectric properties of new quaternary Heusler compounds CoZrMnX (X=Al, Ga, Ge, In)
我们利用第一性原理计算研究了新型四元Heusler化合物CoZrMnX（X =Al，Ga，Ge，In）的结构、弹性、电子、磁性和输运性质.结果表明，所有的四元Heusler化合物均为稳定的（I）型结构。CoZrMnX是弹性稳定且相对硬的材料。发现CoZrMnAl、CoZrMnGa和CoZrMnIn在性质上是可延展的，而CoZrMnGe是脆性的。所有化合物的德拜温度都比较高。电子结构计算表明，CoZrMnAl是近半金属半导体，CoZrMnGa和CoZrMnIn是金属半导体，CoZrMnGe是窄的间接带隙半导体.计算的磁性意味着CoZrMnAl，CoZrMnGa和CoZrMnIn是铁磁性的，而CoZrMnGe是非磁性材料。CoZrMnAl是高度自旋极化的（96%），而CoZrMnGe是非自旋极化的。由于CoZrMnGe的半导体性质，其Seebeck系数（S）较高（650 K时为-106 μV/K）。计算得到CoZrMnGe在600 K时的热电优值为0.1，CoZrMnIn在900 K时的热电优值也为0.1。我们希望这些有趣的结果能启发实验工作者合成新的四元Heusler化合物CoZrMnX（X =Al，Ga，Ge，In）。
2018-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties and Curie temperatures of disordered Heusler compounds: Co(1+x)Fe(2-x)Si
研究了Co（1+x）Fe（2-x）Si（0<x<1）Heusler化合物的局域原子环境和磁性。虽然这些化合物的总磁矩随着价电子数的增加而增加，但在该系列中发现Co1.5Fe1.5Si的居里温度（Tc）最高，Tc为1069 K（比众所周知的Co2 FeSi高24 K）。57 Fe穆斯堡尔谱被用来表征局部原子序，并估计Co和Fe的磁矩。考虑局部磁矩和交换积分对于理解Tc的趋势是必要的。
2016-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio design of quaternary Heusler compounds for reconfigurable magnetic tunnel diodes and transistors
可重构磁隧道二极管和晶体管是自旋电子学中的一个新概念。实现这种器件需要使用具有独特自旋相关电子特性的材料，例如半金属磁体（HH2S）和无自旋带隙半导体（SGS）。四元Heusler化合物提供了一个独特的平台，以设计具有相似晶格常数的同一系列化合物HPLC1和SGS，从而使器件的连续间隔物的相干生长成为可能。采用国家的最先进的第一性原理计算，我们扫描的四元赫斯勒化合物，并确定合适的候选人，这些自旋电子器件结合所需的属性：（i）具有相当大的能隙或SGS的自旋间隙低于和高于费米能级，（ii）高居里温度，（iii）凸包能量距离小于0.20 eV，和（iv）负形成能量。我们的研究结果铺平了道路的实验实现所提出的磁性隧道二极管和晶体管。
2020-01-20 cond-mat.mtrl-sci
A new class of topological insulators from I-III-IV half-Heusler compounds with strong band inversion strength
本文通过第一性原理计算，系统地研究了一类新的半Heusler族的能带拓扑，其组成为I（A）-III（A）-IV（A）.结果清楚地表明，许多I-III-IV半Heusler化合物实际上是有希望的拓扑绝缘体候选者。这些新的拓扑绝缘体的特征在于不含重元素的天然强带反转强度（高达-2eV）。此外，我们发现，带反转强度和拓扑绝缘间隙可以通过应变工程定制，因此将以薄膜的形式外延生长，并在自旋电子学和其他应用中有用。
2013-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect in half-metallic Heusler compound Co$_{2}$Ti$X$ ($X$=Si, Ge)
虽然外尔费米子最近在几种反转对称性破缺的材料中被观察到，但这种系统的时间反转对称性破缺的例子很少。最近预测各种Co $_{2}$基半金属铁磁Heusler化合物在其能带结构中具有Weyl型激发。这些具有破缺时间反转对称性的磁性Heusler化合物预计将显示出大的动量空间Berry曲率，这引入了几种奇异的磁输运性质。本文系统地分析了Co $_2$ Ti $X$（$X$ =Si和Ge）中反常霍尔效应（AHE）的实验结果。本研究试图了解Berry曲率对Co $_2$ Ti $X$系列材料中AHE的作用。观察到的异常霍尔电阻率的规模平方与纵向电阻率的化合物。详细的分析表明，在反常霍尔电导，本征Karplus-Luttinger Berry相位机制占主导地位的非本征斜散射和侧跳机制。
2020-08-11 cond-mat.mtrl-sci
First principle investigations of the structural, electronic and magnetic properties of the new zirconium based full-Heusler compounds, Zr2MnZ (Z = Al, Ga and In)
在密度泛函理论（DFT）框架下研究了新型全Heusler化合物Zr 2 Mn Z（Z=Al，Ga，In）的晶体结构、电子和磁性.该材料具有独特的性质，将自旋无隙半导体特性与完全补偿亚铁磁性联系起来。在磁性组态中，Zr 2 MnZ（Z=Al，Ga，In）以反Heusler结构结晶，具有稳定的抗分解性和零磁矩/分子式单位性质，符合Slater-Pauling规则。Zr 2 MnAl化合物呈现出自旋无带隙半导体性质，在多数自旋通道中的能带隙为0.41 eV，在少数自旋通道中的能带隙为零。在Zr_2 Mn_（Al）中用Ga或In取代Al，由于Mn原子周围的不同邻域，在多数自旋通道中形成半导体赝带隙，从而降低了Mn的三重简并反键态的能量。
2015-08-04 cond-mat.mtrl-sci
A critical study of the elastic properties and stability of Heusler compounds: Cubic Co$_{2}YZ$ compounds with $L2_{1}$ structure
采用第一性原理密度泛函理论计算了各种立方Heusler化合物的弹性常数及其衍生性质。首先，以Cu $_2$ MnAl为例，解释了基本量的解释，并与实验进行了比较。工作的主要部分集中在Co $_2$基化合物上，它们是具有主族元素$M=$ ~Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi的Co $_2$ Mn $M$，和具有主族元素Si或Ge的Co $_2TM$，以及$3d$过渡金属$T=$ ~Sc、Ti、V、Cr、Mn和Fe.发现Heusler化合物的许多性质与主族元素的质量或核电荷$Z$有关。Blackman和Every的图用于比较材料的弹性性质，而Pugh和Poisson比率用于分析原子间键合和物理性质之间的关系。结果表明，\it Pugh的脆性判据需要修正，而\it Christensen的脆性判据能很好地描述Heusler化合物的韧脆转变。计算出的弹性性能暗示的金属键合与中间脆性的研究Heusler化合物。稳定化合物的普遍各向异性具有在$0.57 <A_U <2.73$范围内的值。发现具有较高$A_U$值的化合物接近过渡金属系列的中间。特别地，预测具有$A_U=0.01$的Co $_2$ ScAl是与剩余的Co $_2$基化合物相比最接近理想柯西固体的各向同性材料。除了弹性常数和模量，声速，德拜温度，和硬度的预测和讨论所研究的系统。计算得到的声波慢度面反映了化合物的各向…
2017-04-06 cond-mat.mtrl-sci
A first-principles DFT+GW study of spin-filter and spin-gapless semiconducting Heusler compounds
在赫斯勒化合物中，磁性半导体（也称为自旋过滤材料）被广泛研究，因为它们在自旋电子/磁电子器件中提供了新的功能。无自旋带隙半导体是一个特例。它们在两个自旋通道中的一个中具有零或几乎零的能隙。我们采用$GW$近似，它允许一个精心处理的电子相关性，来模拟这些材料的电子能带结构。我们的研究结果表明，在大多数情况下，使用$GW$自能，而不是通常的密度泛函是重要的，以准确地确定磁性半导体的电子性质。
2017-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Determination of exchange constants of Heusler compounds by Brillouin light scattering spectroscopy: application to Co$_2$MnSi
来自磁性薄膜中所谓的自旋驻波的布里渊光散射光谱通常用于确定磁交换常数。实验确定的自旋波模式的数据分析需要对正确的自旋波模式阶数进行明确的分配。通常需要额外的调查来保证正确的分配。这在赫斯勒化合物的情况下尤其重要，其中交换常数的值在不同化合物之间变化很大。作为展示，我们报告的交换常数（交换刚度常数）在Co $_2$ MnSi，这是发现$A=2.35\pm0.1$ $μ$ erg/cm（$D=575\pm20$毫电子伏特$^2$），一个值相当于Co的交换常数的值的测定。
2009-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Plasmon dispersions in simple metals and Heusler compounds
我们提出了一个全面的研究简单的金属和Heusler化合物的等离子体激元色散的基础上一个准确的从头评估的动量和频率依赖的介电函数在随机相位近似。使用动量相关的四面体方法的介电函数的计算，我们提取和分析“全”和“带内”等离子体色散：“全”等离子体色散是通过包括所有频带，带内等离子体色散只包括带内跃迁。对于简单的金属银和铝，我们表明，带内等离子体色散有一个意想不到的向下的斜率，因此显着不同的有效质量的电子气模型和完整的等离子体色散的结果。对于两个Heusler化合物Co2FeSi和Co2MnSi，我们提出的介电函数，其损失函数和等离子体激元色散谱。后者表现出相同的负带内等离子体激元色散中发现的简单金属。我们还讨论了自旋混合对等离激元色散的影响。
2013-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Long-term stability of phase-separated Half-Heusler compounds
半赫斯勒（HH）化合物显示出高达1.5的高品质因数。这些高热电效率的关键是内在的相分离，这发生在多组分半赫斯勒化合物中，并导致热导率的显着降低。对于商业应用，兼容的n型和p型材料是必不可少的，并且需要保证它们在工作条件下的热稳定性，例如对于高达873 K的汽车。首次证明了n型和p型HH材料的长期稳定性。研究了Ti_（0. 3）Zr_（0. 35）Hf_（0. 35）Ni_（Sn）体系的HH材料在373 ~ 873 K循环500次（1700 h）后的性能。这两种化合物都表现出最大的塞贝克系数S约210 μ V/K和两个HH相的内在相分离。树枝状微结构是耐温的，并保持低的导热系数值（kappa小于4 W/Km）。我们的研究结果强调，相分离的HH化合物是合适的低成本材料，可以导致提高热电效率超过设定的基准，用于工业应用。
2015-02-06 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of the structural stability of Mn3Z (Z=Ga, Sn and Ge) Heusler compounds
采用第一性原理密度泛函理论研究了Mn 3Z（Z=Ga，Sn和Ge）Heusler化合物立方相、四方相和六方相的结构稳定性和磁性.我们认为立方相在六方相到四方相的相变中起着重要的中间态作用。因此，Mn3Ga和Mn3Ge的行为与Mn3Sn不同，因为立方相和六方相的相对能量不同。这一结果与这三种化合物的实验观察结果一致。计算得到的六方相的弱铁磁性和四方相的垂直磁晶各向异性也与实验一致。
2012-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Influence of tetragonal distortion on the topological electronic structure of the half-Heusler compound LaPtBi from first principles
在密度泛函理论的框架下，采用全势线性缀加平面和局域自旋密度近似方法，研究了四方畸变半Heuselr化合物LaPtBi在C1b结构下的电子结构.计算结果表明，无论是面内压应变还是面内拉应变，都可以对能带结构和费米能级进行调谐。一个大的散装带隙为0.3 eV，可以通过在LaPtBi中施加压缩的板内应变与松弛体积的单元电池的假设诱导。研究结果对利用应变工程技术在半Heusler化合物中实现拓扑绝缘体具有指导意义。
2011-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Stability of Weyl points in magnetic half-metallic Heusler compounds
我们采用{ \it ab-initio}完全相对论电子结构计算研究的Weyl点的稳定性在类的半金属铁磁全Heusler材料的动量空间内，通过专注于Co $_2$ TiAl作为一个公认的原型化合物。在这里，我们表明，Weyl点的数量连同它们的$k$ -空间坐标可以由磁化方向控制。这种替代的自由度，这是不存在于其他拓扑材料（例如外尔半金属），介绍了新的功能，具体的类半金属铁磁体。特别令人感兴趣的是外尔点，这些外尔点与磁化轴的任意旋转无关。
2017-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Spin Dependent Lifetimes and Spin-orbit Hybridization Points in Heusler Compounds
用从头计算方法研究了半金属Heusler化合物Co（2）MnSi和Co（2）FeSi的k和自旋分辨电子寿命.我们确定自旋翻转和自旋守恒的贡献的寿命和详细研究的行为，周围的状态是强自旋混合的自旋轨道耦合的寿命。我们发现，对于非简并带，自旋混合本身并不决定（自旋翻转）寿命的能量依赖性。定性地说，寿命反映了电子和空穴带的排列。我们预测，不同的激发条件导致显着不同的自旋翻转动力学的激发电子，甚至可能引起的非平衡自旋极化的增强。
2014-03-12 cond-mat.mtrl-sci
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
