The shifts X-Ray Mn Kα and 2p spectra of Mn-Heusler alloys
本文研究了Heusler合金Co_2MnMe（Me = Al，Ga，Sb），Ni_2MnIn，Cu_2MnAl中Mn的X射线发射Kα_1，2谱。在高能区检测到Mn的Kα 1，2线相对纯Mn的位移，在低能区检测到Mn 2 p XPS结合能的位移。X射线发射和XPS位移定性一致。
2014-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Uncovering High Thermoelectric Figure of Merit in (Hf,Zr)NiSn Half-Heusler Alloys
Half-Heusler合金（MgAgSb结构）是一种很有前途的热电材料。RNiSn半Heusler相（R=Hf，Zr，Ti）的热稳定性研究最多。在~450- 900 oC的温度范围内获得的最高无量纲优值（ZT）为~1，主要在纳米结构合金中实现。通过适当的退火处理，在没有纳米结构的ZT~1 n型（Hf，Zr）NiSn相中获得了ZT~1.2。功率因数明显增加，载流子密度降低，载流子迁移率增加。这一发现归因于结构有序性的改善。本方法可用于优化Heusler型合金的功能特性。
2015-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast magnetization dynamics in pure and doped Heusler and inverse Heusler alloys
采用基于第一性原理密度泛函理论和原子自旋动力学的多尺度方法，研究了一种反Heusler和一种Heusler化合物及其合金的电子结构和磁化动力学. e. Mn $_{2-x}Z_x$ CoAl和Mn $_{2-x}Z_x$ VAl，其中$Z$分别= Mo、W、Os和Ru。Mn $_{2}$ CoAl和Mn $_{2}$ VAl Heusler合金的亚铁磁有序的签名反映在计算的海森堡交换常数。它们随原子间距离的变化非常迅速，并且具有短的射程，这是少数自旋带中有限能隙存在的结果。计算的吉尔伯特阻尼参数Mn $_2$ CoAl和Mn $_2$ VAl是高的相比，其他半金属，但有趣的是，在特定的情况下，反Mn $_{2}$ CoAl合金和由于自旋无隙半导体性质，阻尼参数随掺杂浓度明显矛盾的一般趋势。原子自旋动力学模拟预测超快磁化开关在Mn $_{2}$ CoAl和Mn $_{2}$ VAl的影响下的外部磁场，从阈值场$2\text{T}$。我们的总体发现扩展与Heusler和逆Heusler合金，一类材料，表现出激光诱导磁开关。
2018-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Inverted spin polarization of Heusler alloys for new spintronic devices
一种新的磁逻辑克服了现场可编程门阵列的主要限制，同时具有比利用具有一个Heusler合金电极的磁隧道结的传统设计小50%的单元。这些示出了在室温下在不同偏置电压下的正和负TMR值，这通常为所有自旋电子器件增加了额外的自由度。
2006-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of Ni2.18Mn0.82Ga Heusler alloys with a coupled magnetostructural transition
用差示扫描量热法、磁性和电阻率测量研究了具有耦合磁结构转变的多晶Ni2.18Mn0.82GaHeusler合金。磁子系统和结构子系统的耦合导致合金的不寻常的磁性特征。Ni2.18Mn0.82Ga的这些不寻常的磁性归因于从四方铁磁相到立方顺磁相的一级结构转变。
2002-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetism in the half-metallic Heusler alloys
利用完全相对论屏蔽的Korringa-Kohn-Rostoker方法研究了半金属Heusler合金的轨道磁性。轨道矩几乎完全熄灭，它们相对于自旋矩可以忽略不计。原子分辨轨道矩的变化可以很容易地用自旋轨道强度和杂化效应来解释。最后讨论了由X射线磁性圆二色性实验得到的轨道和自旋矩。
2004-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Co and Mn on Electronic and Magnetic properties of Ni2MnGa Heusler alloy
铁磁Heusler合金$Ni_2MnGa$由于其易于调节的磁性能而在过去几年中引起了人们的极大兴趣。$Ni_2MnGa$ Heusler合金是具有$L2_1$结构的金属间化合物合金。在这里，我们报告了一个详细的调查的影响，掺杂的Co和Mn在Ni 2 MnGa。采用基于格林函数的KKR-CPA密度泛函方法研究了$Ni_{2-x}Co_xMnGa_{1-y}Mn_y$ Heusler合金的磁性和电子结构。我们将展示磁化强度可以根据Co和Mn的含量进行调节。我们还将讨论系统的临界温度、磁相互作用和磁稳定性。
2023-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Equiatomic quaternary Heusler alloys: a material perspective for spintronic applications
半金属铁磁（HMF）材料显示出高自旋极化，因此由于其在自旋电子器件中的可能应用而引起研究人员的兴趣。在这些材料中，虽然一个自旋子带在费米能级处具有有限的态密度，但另一个子带具有带隙。HMF Heusler合金由于其高的居里温度和可调的电子结构，在HMF材料中具有特殊的重要性。化学计量组成为X2YZ（其中X和Y为过渡金属，Z为sp元素）的全Heusler合金具有四个相互贯穿的fcc亚晶格的立方结构。当这四个fcc亚晶格中的每一个被不同的原子占据时，得到具有不同结构对称性的四元Heusler结构。近年来，这些化学计量比为1：1：1：1的等原子四元Heusler合金（EQHA）由于其优异的磁性和输运性质而引起了人们的广泛关注。
2016-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Structural, magnetic and elastic properties on stoichometric $Ni-Mn-Cu$ Heusler alloys
该研究通过计算不同磁构型的平衡结构、弹性常数、四方畸变及电子态密度，确定$Ni_2MnCu$是$Ni-Mn-Cu$三元Heusler合金中性能突出且力学稳定的成员。
2023-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Effect of doping and disorder on the half-metallicity of full Heusler alloy
含Co和Mn的Heusler合金是研究最多的半金属铁磁体之一，用于未来的自旋电子学应用。使用最先进的电子结构计算，我们研究了掺杂和无序对其电子和磁性的影响。通过用Fe或Cr取代Mn的小程度掺杂几乎不影响半金属度。通过混合Mn和sp原子占据的子晶格也实现了类似的效果。因此，半金属度是这些合金的稳健性质。
2006-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarization and electronic properties of half-metallic Heusler alloys calculated from first-principles
半金属Heusler合金是未来磁电子应用中最有前途的材料之一。我们综述了这些化合物的电子性质的一些最新结果。这些半金属合金中的间隙的起源及其与磁性的联系已经很好地理解。改变晶格参数会使费米能级略有移动。自旋-轨道耦合在带隙内诱导态，但合金在费米能级保持非常高的自旋极化度。小程度的掺杂和无序以及具有低形成能的缺陷对带隙的性质几乎没有影响，而温度效应可以导致半金属性的快速损失。最后，我们讨论了两个特殊的问题，四元Heusler合金和半金属亚铁磁体的情况下。
2006-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallicity and Slater-Pauling behavior in the ferromagnetic Heusler alloys
《半金属合金-基础与应用》一书的介绍性章节，将在《施普林格物理学讲义》系列中出版。我和德德里克斯。Galanakis编.它包含半金属Heusler合金的理论工作的审查。
2004-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization easy-axis in martensitic Heusler alloys estimated by strain measurements under magnetic-field
本文研究了Ni-Mn基铁磁Heusler合金中发生马氏体相变的Ni-Mn- $X$（$X$：Ga，In，Sn，Sb）在恒磁场下的应变温度关系。讨论了外加磁场对铁磁马氏体形核的影响，并提取了马氏体态易磁化轴的信息。
2007-11-05 cond-mat.mtrl-sci
High-throughput design of all-d-metal Heusler alloys for magnetocaloric applications
本文利用高通量密度泛函理论筛选出686个稳定的全d金属Heusler化合物，发现其普遍具有延展性，并确定49个具有双井能量面及11个具结构相变的候选材料，为磁制冷和形状记忆应用提供了新方案。
2023-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Full-Heusler Co2FeSi alloy thin films with perpendicular magnetic anisotropy induced by MgO-interface
采用对靶溅射（FTS）方法，在衬底温度TS = 300 ℃时，制备了厚度为100 nm的L21有序全Heusler Co2 FeSi（CFS）合金薄膜。薄膜的L21阶和B2阶的程度分别为0.37和0.96。此外，FTS方法成功地形成了具有由MgO界面磁各向异性诱导的垂直磁各向异性（PMA）的全Heusler CFS合金薄膜。当dCFS为0.6 nm <= dCFS <= 1.0 nm时，CFS/MgO堆叠层显示PMA。这些结构中的PMA是CFS/MgO界面垂直磁各向异性的结果。
2017-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Vanadium sacrificial layers as a novel approach for the fabrication of freestanding Heusler Shape Memory Alloys
在这项研究中，我们报告了一种方法，用于制备独立的磁热薄膜。采用溅射沉积法制备了Ni-Mn-Sn、Ni-Co-Mn-Sn和Ni-Co-Mn-Al非化学计量比Heusler合金。在衬底和Heusler膜之间添加牺牲钒层。通过选择性湿化学蚀刻，可以去除钒层。指出了钒层结晶和Heusler薄膜外延生长的条件。独立和制备的薄膜的磁性和结构特性进行了详细比较。本研究的主要焦点是衬底约束对马氏体相变的影响。
2015-03-10 cond-mat.mtrl-sci
X-Ray and neutron diffraction patterns of the AlCrTiV high entropy alloy and quaternary Heusler structures
针对AlCrTiV合金结构解释的分歧，本文模拟多种候选结构的X射线与中子衍射图谱，证明中子衍射可辨识长程化学有序及元素分布，并分析磁性贡献。
2025-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Structural and magnetic properties of epitaxial films of CoIrMnAl equiatomic quaternary Heusler alloy designed from first-principles calculation
具有半金属Heusler合金电极的MgO势垒磁性隧道结在自旋电子学中的应用引起了人们的广泛关注。然而，与材料相关的几个问题仍然有待解决，以供实际使用。近年来，四分之一等原子Heusler合金作为先进的Heusler合金受到人们的关注。CoIrMnZ（Z = Al、Si、Ga和Ge）半金属Heusler合金被设计和预测为具有适中的居里温度并且与MgO势垒晶格匹配，这有利于传统的Co2 Heusler合金[T. Roy等人，J.马格.马格.板牙498，166092（2020）]。在这里，我们实验研究的结构和磁性的薄膜的合金之一，CoIrMnAl与溅射沉积。我们成功地获得了B2化学有序的薄膜，即使没有后退火过程。在500-600 $^\circ$ C退火的薄膜的晶格常数接近预测值。在10 K时的磁化强度接近500 kA/m，居里温度约为400 K，这是预测的完全有序结构的值的70%左右。根据第一性原理计算的预测，在B2有序CoIrMnAl中出现亚铁磁性，并出现Co-Ir和Mn-Al的全交换无序和Co-Mn的几乎全交换无序，很好地解释了这些B2有序薄膜中所观察到的磁性。
2020-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Tunable magnetization relaxation of Fe_{2}Cr_{1-x}Co_{x}Si half-metallic Heusler alloys by band structure engineering
本文采用宽带角分辨铁磁共振技术对铁基半金属Heusler合金Fe、$_{2}$、Cr、$_{1-x}$、Co_ ${x}$、Si（FCCS）薄膜的磁化弛豫特性进行了系统的研究。通过由第一性原理计算证明的Co掺杂（x）的能带结构工程被示出为在一个数量级（即0.01-0.0008）上调谐固有磁阻尼。值得注意的是，具有高Co浓度的样品的固有阻尼常数是Heusler合金中报道的最低的，甚至与磁性绝缘体钇铁石榴石相当。此外，在x=0.5-0.75的FCCS膜中发现FCCS合金的各向同性和各向异性贡献的非本征阻尼的显著降低，这对于应用是特别重要的。这些结果证明了在室温下为基于Heusler合金的自旋电子学定制功能磁化的实用配方
2017-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Synthetic antiferromagnet with Heusler alloy Co2FeAl ferromagnetic layers
采用Heusler合金Co2 FeAl作为Co2 FeAl/Ru/Co2 FeAl合成反铁磁结构的铁磁层。实验结果表明，Ru层厚度为0.45 nm时，结构呈现强的反铁磁耦合，在150 oC退火1 h后仍能保持强的反铁磁耦合。该结构在室温下具有425 emu/cc的非常低的饱和磁化强度Ms、4.3Oe的低开关场Hsw和5257 Oe的高饱和场Hs，这有利于应用于高密度磁读取头或其它磁存储器件。XRD分析表明，Co2 FeAl薄膜为B2相。因此，Heusler合金可用于制备SyAF，并有可能制备具有更好磁开关特性和高磁阻的“全Heusler”自旋阀或磁隧道结。
2009-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the magnetic properties of half-metallic semi-Heusler alloys by sp-electron substitution: The case of AuMnSn$_{1-x}$Sb$_x$ quaternary alloys
利用第一性原理计算研究了四元AuMnSn $_{1-x}$ Sb $_{x}$ Heusler合金的电子和磁性.我们确定他们的磁相图，我们表明，他们提出了一个从铁磁到反铁磁状态的相变与Sb浓度的增加。对于大锑浓度的反铁磁超交换耦合占主导地位的铁磁RKKY样交换机制。这种行为与作者最近研究的等价Ni $_{1-x}$ Cu $_x$ MnSb合金所证明的行为相似[I. Galanakis等人，Phys.Rev.B. \textbf{77}，214417（2008）]。因此，\textit{sp} -电子（Sn和Sb原子）的浓度的变化和非磁性\textit{3d}原子（Cu）的浓度的变化导致Heusler合金的磁性质的类似调谐。我们表明，列入相关效应不改变相图。计算结果与实验数据吻合较好。
2008-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Analysis of L21-ordering in full-Heusler Co2FeSi alloy thin films formed by rapid thermal annealing
作者发展了一种新的评价全Heusler合金中原子有序性的分析方法，它是常用Webster模型的扩展。我们的模型可以给出L21结构中原子有序度的精确物理形式，包括相对于完全无序的A2结构的校正，即，该模型可以直接评价比完全B2-序结构更低序结构下的L21-序程度。将该模型应用于快速热退火制备的全Heusler Co2 FeSi合金薄膜。在TA = 800 ℃下形成的膜在97%的高B2-有序度下显示出83%的相对高的L21-有序度。
2009-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Fermi Level Controlled Ultrafast Demagnetization Mechanism in Half-Metallic Heusler Alloy
Co_2FexMn_（1-x）Si Heusler合金的电子能带结构控制的超快退磁机制是由成分的系统变化所支持的。我们发现费米能级自旋态密度控制的自旋翻转散射速率是导致超快退磁时间（τM）随x的非单调变化的原因，在x = 0.4处有一个极大值.此外，由于带间散射机制占主导地位，吉尔伯特阻尼常数与τM呈反比关系。建立了基于费米能级位置的超快自旋动力学统一机制。
2020-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Electrical Control of Carriers Spin Orientation in FeVTiSi Heusler Alloy
室温下利用电场直接控制载流子的自旋是自旋电子学领域的重要挑战之一。为此，我们在这里提出了四元Heusler合金FeVTiSi。基于第一性原理计算，发现FeVTiSi合金是一种本征双极磁性半导体，其价带和导带通过相反的自旋通道接近费米能级.因此，FeVTiSi合金可以通过简单地施加栅极电压来传导自旋极化方向可调的完全自旋极化电流。基于经典海森堡哈密顿量的蒙特卡罗模拟预测FeVTiSi合金的居里温度高达1293 K，远高于室温。FeVTiSi合金的双极性磁半导体特性和高居里温度使其在室温下具有很大的电可控自旋电子器件的发展潜力。
2014-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Quantitative analysis of atomic disorders in full-Heusler Co2FeSi alloy thin films using x-ray diffraction with Co-Ka and Cu-Ka sources
作者发展了一种新的全Heusler合金原子无序结构的分析技术，用Co-Ka和Cu-Ka源进行X射线衍射（XRD）。所开发的技术可以定量评估所有的原子之间的交换X，Y和Z原子的全Heusler X2 YZ合金的无序。特别是，该技术可以处理普通Cu-Ka XRD无法分析的DO 3无序。通过将该技术应用于快速热退火（RTA）形成的全Heusler Co2 FeSi合金薄膜，揭示了原子无序的RTA-温度（TA）依赖性。对于在TA = 800 ℃下形成的膜，Co、Fe和Si原子在其原始位置上的位置占有率分别为98%、90%和93%，表明RTA形成的Co2 FeSi膜具有具有极高有序度的L21结构。
2010-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Fundamentals of half-metallic Full-Heusler alloys
金属间化合物Heusler合金由于其高的居里温度和与二元半导体的结构相似性而成为最有吸引力的半金属体系之一。在这篇综述中，我们提出了一个概述的半金属全Heusler合金，如Co $_2$ MnGe的基本电子和磁性。从头算结果表明，在这些化合物的电子和磁性是内在相关的少数自旋间隙的外观。晶胞中的总自旋磁矩$M_t$与价电子数$Z_t$成线性比例，使得全赫斯勒合金的$M_t=Z_t-24$为设计具有所需磁性的新半金属合金开辟了道路。此外，我们提出的Co $_2$ Cr（Mn）Al（Si）合金中的无序，这是容易破坏的块体化合物的完美的半金属性，从而降低器件的性能的分析结果。最后，我们讨论了由于Cr（Mn）反位的产生而导致的半金属亚铁磁性的出现以及Mn $_2$ VAl（Si）合金中Co掺杂导致的完全补偿半金属亚铁磁性。
2008-01-15 cond-mat.mtrl-sci
DFT and Monte Carlo simulations of the equiatomic quaternary Heusler Alloy CoFeCrP
本文采用密度泛函理论和蒙特卡罗模拟两种方法对等原子四元Heusler合金CoFeCrP进行了研究。DFT方法使我们能够说明这种合金的结构，电子和磁性。给出了不同物理参数平面上的稳定组态的基态相图。另一方面，蒙特卡罗模拟，在Metropolis算法下进行，允许推断临界行为的等原子四元Heusler合金CoFeCrP。结构性能测试结果表明，该合金的I型相是最稳定的结构。此外，能带结构和态密度计算结果表明，该化合物具有半金属性质，在费米能级处具有100%的自旋极化（SP）。测得Heusler化合物的总磁矩为4.00 μ B。此外，它被发现，Slater-Pauling很好地描述了这种合金。我们的研究结果表明，这种材料是一个潜在的候选人的自旋电子应用。这是由于它的半金属性、高自旋矩、完全SP极化和高居里温度。
2021-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Low damping magnetic properties and perpendicular magnetic anisotropy with strong volume contribution in the Heusler alloy Fe1.5CoGe
我们提出了一个动态磁性的TiN缓冲的Heusler合金Fe $_{1.5}$ CoGe外延薄膜的研究。制备了不同退火温度下的厚度系列样品，测量了磁阻尼，得到了最低的$α=2.18\times 10^{-3}$值。Fe $_{1.5}$ CoGe/MgO的垂直磁各向异性特性也被表征。的界面垂直各向异性常数$K^{\perp}_{\rm S}$与退火温度的演变示出，并与广泛使用的CoFeB/MgO接口。还发现了大的体积贡献的$(4.3\pm0.5)\times 10^{5}$ $\rm J/m^3$的垂直各向异性，在普通的Co和Fe基Heusler合金中的体积贡献消失。
2019-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Appearance of Half-Metallicity in the Quaternary Heusler Alloys
我报告了四元Heusler合金如Co $_2$ [Cr $_{1-x}$ Mn $_x$ ]Al、Co $_2$ Mn[Al $_{1-x}$ Sn $_x$ ]和[Fe $_{1-x}$ Co $_x$ ] $_2$ MnAl的系统的第一原理计算。我表明，当两个极限情况下（x=0或1）对应于一个半金属化合物，所以这样做的中间情况。此外，$μ_B$中的总自旋矩$M_t$与价电子总数$Z_t$（因此与浓度$x$）呈线性比例关系，遵循关系式$M_t=Z_t-24$，与额外价电子的起源无关，证实了正常Heusler合金的斯莱特-鲍林行为。最后，我讨论在所有情况下的原子投影DOS和原子自旋矩的趋势。
2003-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Effect of substitutional doping and disorder on the phase stability, magnetism, and half-metallicity of Heusler alloys
自旋电子学是一个快速发展的领域，它将在优化纳米电子器件的功耗、存储器和处理能力方面发挥关键作用。Heusler合金由于其室温半金属性、高居里温度、与大多数衬底的晶格失配小以及在费米能级对电子态密度的强控制而在自旋电子学中具有潜在的应用前景。在这项工作中，我们使用密度泛函理论方法研究{替代掺杂和无序}对Heusler合金的半金属性、相稳定性和磁性的影响。我们的研究表明，半/全Heusler合金的电子和磁性能可以通过改变电子计数通过控制合金元素的化学成分的变化来调节。我们提供了一个详细的讨论替代掺杂和无序的影响上的可调谐性的半金属性质的Co $_{2}$ MnX和NiMnX的Heusler合金，其中X代表第13族\textendash 16和周期3 \textendash 6元素的周期表。{基于电子计数和无序的思想，我们预测了通过在半Heusler NiMnBi中的特定Cu和Zn组分在Ni位的取代掺杂，可能存在化学稳定的半金属多元铋化物，例如（CuNi $_{3}$）Mn $_{4}$ Bi $_{4}$和（ZnNi $_{7}$）Mn $_{8}$ Bi $_{8}$。}我们相信，基于电子数的半金属设计准则将在新型Heusler合金自旋电子学应用的电子结构工程中发挥关键作用，这将加速新型材料的开发和合成。
2021-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Two successive magneto-structural transformations and their relation to enhanced magnetocaloric effect for Ni55.3Mn19.7Ga25 Heusler alloy
本文报道了多晶Ni55.8Mn18.1Ga26.1Heusler合金中两个连续的磁结构转变（MSTs），包括马氏体和中间马氏体转变。得益于中间相提供的额外潜热，该合金具有较大的相变熵变ΔStr，约为28 J/kg K。此外，磁热效应（MCE）也已评估的麦克斯韦关系。在磁场变化为3 T时，Ni55.8Mn18.1Ga26.1合金的制冷量在室温附近可达72 J/kg，明显超过了许多Ni-Mn基Heusler合金的制冷量。增强MCE的机制被认为是负责这些多个转变，这可以在相对较宽的温度区间内维持明显的等温熵变ΔST。
2015-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure and Magnetic Exchange Coupling in Ferromagnetic Full Heusler Alloys
用密度泛函方法研究了一系列铁磁全Heusler合金Co $_2$ MnZ（Z = Ga，Si，Ge，Sn），Rh $_2$ MnZ（Z = Ge，Sn，Pb），Ni $_2$ MnSn，Cu $_2$ MnSn和Pd $_2$ MnSn的电子结构和交换相互作用参数，并研究了电子光谱与磁相互作用之间的关系.不同的机制有助于交换耦合被揭示。交换参数的能带依赖性，其依赖于体积和价电子浓度内的格林函数技术进行了深入的分析。
2004-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Premartensitic Transition in Ni2+xMn1-xGa Heusler Alloys
研究了一系列Ni ~（2+）XMn ~（1-x）Ga（X = 0 - 0.09）合金的电阻率和磁化强度随温度的变化关系。随着与铁磁和马氏体相变相关的异常，在预马氏体相变的温度下观察到定义明确的异常。在化学计量的Ni 2 MnGa中存在于200 - 260 K温度范围内的预马氏体相被马氏体相抑制，随着Ni含量的增加，预马氏体相在Ni2.09Mn0.91Ga成分中消失。
2001-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Exchange interactions and temperature dependence of the magnetization in half--metallic Heusler alloys
本文采用第一性原理计算结合冻结磁振子近似研究了半金属Heusler合金中的交换相互作用。居里温度估计内的平均场（MF）和随机相位近似（RPA）的方法。对于半Heusler合金NiMnSb和CoMnSb，主要的相互作用是在最近的Mn原子之间。在这种情况下，MF和RPA的估计有很大的不同。RPA方法提供了更好的协议与实验。在全赫斯勒合金Co $_2$ MnSi和Co $_2$ CrAl的情况下，交换相互作用更为复杂，其中主要的影响是Mn（Cr）和Co原子之间以及不同亚晶格处的Co原子之间的亚晶格间相互作用。对于这些化合物，我们发现MF和RPA都给出了非常接近的居里温度值，稍微低估了实验量。我们研究了晶格压缩对磁性的影响。的磁化强度的温度依赖性计算使用RPA方法在量子力学和经典的方法。
2005-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Direct determination of the surface termination in full Heusler alloys by means of low energy electron diffraction
基于Heusler的磁阻多层器件的性能关键取决于自旋极化，从而取决于所涉及的表面的结构细节。使用低能电子衍射（LEED），可以非破坏性地区分Co2 XY全赫斯勒合金的重要表面终端。我们提出了一个分析的LEED图案的Y-Z，空位Z，Co和无序的B2和A2终端。作为一个例子，我们表明，体L21有序Co2 MnSi和体B2无序Co2Cr0.6Fe0.4Al的表面几何形状可以通过比较实验LEED图案与所提出的参考图案。
2009-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Correlation effects on ground-state properties of ternary Heusler alloys: first-principles study
采用强约束适当赋范（SCAN）交换关联半局域泛函方法研究了三元Heusler合金马氏体相变的基态性质.计算进行铁磁，亚铁磁，反铁磁相。讨论了SCAN和广义梯度近似（GGA）的比较.我们发现，扫描产生较小的晶格参数和较高的磁矩相比，GGA相应的值为奥氏体和马氏体相。此外，在铁磁性和非磁性的赫斯勒化合物的情况下，GGA和SCAN显示出类似的趋势，在总能量作为晶格常数和tetraxenes比的函数。然而，对于某些亚铁磁性富Mn的Heusler化合物，在GGA和SCAN中发现了不同的磁性基态。
2019-01-27 cond-mat.mtrl-sci
A first-principle study of half-Heusler alloys CKMg and SiKMg
采用第一性原理密度泛函理论研究了半Heusler合金CKMg和SiKMg的结构、电子和磁性。计算结果表明，SiKMg合金是一种半金属铁磁体，在平衡晶格常数下，磁矩为1 $μ_B$/分子单位。磁矩主要来源于Si原子$p$电子的强自旋极化和K原子$d$电子的部分参与。半金属带隙为0.105 eV。半金属对SiKMg晶格常数的鲁棒性也进行了计算。CKMg合金在平衡晶格常数下的自旋极化率为99.99%，接近半金属，但在低压下是一种良好的半金属合金。这表明CKMg是一种很有前途的自旋电子功能材料。
2015-06-10 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of disordered half-Heusler alloys \textit{X}Fe$_{0.5}$Ni$_{0.5}$Sn (\textit{X} = Nb, Ta) as thermoelectric prospects
半Heusler合金的高晶格热导率一直是热电应用的主要瓶颈。无序的半赫斯勒合金可能是解决这一困境的一个合理选择。在本文中，利用第一性原理模拟，我们已经证明了低晶格热导率在两个这样的阶段，NbFe $_{0.5}$ Ni $_{0.5}$ Sn和TaFe $_{0.5}$ Ni $_{0.5}$ Sn相比，众所周知的半赫斯勒合金TiCoSb。我们跟踪低热导率的短声子寿命，起源于声学和低位光学声子之间的相互作用。我们建议纳米结构作为进一步降低晶格热导率的有效途径。我们进一步预测这些合金可以在400-600~K的温度范围内和载流子浓度小于10 $^{21}$载流子cm $^{-3}$的情况下得到最佳的应用。与TiCoSb相比，我们发现NbFe $_{0.5}$ Ni $_{0.5}$ Sn和TaFe $_{0.5}$ Ni $_{0.5}$ Sn的$ZT$中$\sim$分别增强35%和17%。我们对这些发现持乐观态度，并相信这些材料将吸引实验研究。
2023-06-25 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
Disorder-induced cubic phase in Fe$_2$-based Heusler alloys
基于第一性原理的电子结构计算，我们分析了化学和磁性机制稳定的Fe $_2$为基础的Heusler材料，这是以前预测为四氢呋喃时，化学有序的立方相。与最近的实验数据一致，我们发现这些化合物在所谓的“倒置”立方赫斯勒结构中结晶，该结构受到一定部分固有化学无序的扰动。了解这些机制是一个必要的步骤，以指导未来成功合成的稳定的Fe $_2$为基础的四元相，这是非常有前途的候选人的制造稀土自由永磁体。
2013-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Anti-site disorder and improved functionality of Mn$_{2}$Ni{\it X} ({\it X}= Al, Ga, In, Sn) inverse Heusler alloys
最近的第一性原理计算预测Mn $_{2}$ Ni{ \it X}（{ \it X}=Al、Ga、In、Sn）合金是磁性记忆合金。此外，对Mn $_{2}$ NiGa和Mn $_{2}$ NiSn的实验表明，合金偏离了理想的反Heusler排列，在四面体对称的亚晶格上存在化学无序。在这项工作中，我们研究的影响，这种化学无序的相稳定性和磁性使用第一性原理电子结构方法。我们发现，除了Mn $_{2}$ NiAl，所有其他合金显示马氏体相变的签名存在反位无序的亚晶格四面体对称。与原子的完美逆赫斯勒排列相比，这提高了在相对低的场下实现马氏体转变的可能性和获得显著大的逆磁热效应的可能性。我们通过研究电子结构和磁交换相互作用来分析这种功能特性改善的起源。
2014-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Growth of a Full-Heusler Alloy Co$_{2}$FeSi on Silicon by Low-Temperature Molecular Beam Epitaxy
为了实现硅中自旋极化电子的电注入和探测，我们采用低温分子束外延（LTMBE）技术在硅衬底上高度外延生长了铁磁全Heusler合金Co2FeSi薄膜。虽然原位反射高能电子衍射图像清楚地显示了生长温度为60、130和200 ℃时的二维外延生长，但横截面透射电子显微镜实验表明，在生长温度为130和200 ℃时，在Co_2FeSi与Si的界面附近存在Heusler合金以外的单晶相。另一方面，当T_G = 60 C时，获得了几乎完美的异质界面.这些结果和磁性测量表明，只有在T_G = 60 C时，才能在Si上高度外延生长Co_2FeSi薄膜。
2009-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Towards a full Heusler alloy showing room temperature half-metallicity at the surface
利用自旋分辨光电子能谱研究了在MgO（100）衬底上外延生长的100 nm Co2Cr0.6Fe0.4Al（CCFA）薄膜的表面自旋极化特性。我们表明，一个仔细的原位制备的样品表面导致的值为室温自旋极化高达45%的费米能级。据我们所知，这是迄今为止在室温下在全Heusler合金的表面区域测得的最高值。
2006-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Experimental observation of spin glass state in highly disordered quaternary Heusler alloy FeRuMnGa
本研究在高无序四元Heusler合金FeRuMnGa中观测到介于正则自旋玻璃与团簇玻璃之间的自旋玻璃态，通过多种表征揭示其磁动力学、结构无序特征及对半金属行为、反常霍尔效应的影响。
2023-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring magnetic and magnetocaloric properties of martensitic transitions in ferromagnetic Heusler alloys
Ni $_{50}$ Mn $_{34}$ In $_{16}$在250 K附近发生马氏体相变，表现出场致逆马氏体相变和显著的磁热效应。我们用少量的Ga代替等电子的In，通过改变马氏体相变温度来将这些技术上重要的性质带到接近室温。
2007-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Reversible adiabatic temperature change in the shape memory Heusler alloy Ni2.2Mn0.8Ga: An effect of structural compatibility
Ni-Mn基形状记忆Heusler合金具有很强的磁热效应，有望在磁制冷技术中得到应用。它与一阶磁结构（马氏体）相变有关。我们对非化学计量比的Heusler合金Ni $_{2.2}$ Mn $_{0.8}$ Ga在其一阶磁结构相变附近的MCE进行了全面的研究。我们发现在重复的磁场循环下发生可逆的MCE。这种可逆行为可归因于马氏体相变的小热滞后。基于我们详细的温度依赖的X射线衍射数据的分析，我们证明了立方奥氏体和四方马氏体相的几何相容性。这一发现将可逆MCE行为直接与立方奥氏体和四方马氏体相之间的改进的几何相容性条件相关。该方法将有助于利用一级马氏体相变设计具有大可逆MCE的形状记忆Heusler合金。
2020-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Temperature and magnetic field dependences of the elastic constants of Ni-Mn-Al magnetic Heusler alloys
本文报道了非化学计量Ni $_{54}$ Mn $_{23}$ Al $_{23}$单晶Heusler合金的绝热二阶弹性常数的测量结果。的弹性常数的温度依赖性的变化已被调查整个磁转变和在一个很宽的温度范围内。在磁相变附近发现了弹性常数温度行为的异常。在外加磁场下的等温和变温测量表明，弹性常数的大小取决于磁序，从而为该合金系中的磁弹性耦合提供了证据。
2006-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Defects-driven appearance of half-metallic ferrimagnetism in Co-Mn--based Heusler alloys
含有Co和Mn的半金属铁磁全赫斯勒合金，具有式Co $_2$ MnZ，其中Z为sp元素，由于其稳定的铁磁性和它们所呈现的高居里温度，是研究最多的赫斯勒合金之一。使用国家的最先进的电子结构计算，我们表明，当Mn原子迁移到网站所占据的完美的合金由Co，这些Mn原子的自旋矩反平行于其他过渡金属原子。亚铁磁性化合物，这是从这个过程中产生的，保持了母体化合物的半金属特性和Mn杂质原子的大交换分裂只轻微地影响少数自旋带中的间隙的宽度。[Co $_{1-x}$ Mn $_x$ ] $_2$ MnSi的情况特别令人感兴趣，因为已知Mn $_3$ Si以Co $_2$ MnZ化合物的Heusler $L2_1$晶格结构结晶。坚固的半金属亚铁磁体对于实际应用是高度期望的，因为它们由于相对于它们的铁磁对应物产生的较低的外部磁场而导致较小的能量损失。
2007-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Doping and disorder in the Co$_2$MnAl and Co$_2$MnGa half-metallic Heusler alloys
我们扩展了对全Heusler化合物的研究[I]。Galanakis \textit{et al.}，Appl. Phys. Lett. \textbf{89}，042502（2006）]，以也涵盖在Co $_2$ MnAl和Co $_2$ MnGa半金属Heusler合金的情况下掺杂和无序的情况。这些合金呈现出一个非常小的少数态密度区域，而不是真正的能隙。电子结构计算表明，掺杂Fe和Cr的情况下的Co $_2$ MnAl保留的半金属性相反的Co $_2$ MnGa化合物。Cr杂质呈现出不寻常的行为，并且Cr杂质的自旋矩与Cr原子的浓度几乎成线性比例，这与Co $_2$ MnZ（Z= Si，Ge，Sn）的自旋矩几乎恒定相反。当无序发生并且存在过量的Mn或$sp$原子时，Co $_2$ MnAl和Co $_2$ MnGa合金不再保持半金属性。
2006-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Effect of ball milling and post annealing on structural and magnetic properties in Ni50Mn36Fe2Sb12 Heusler alloy
研究了球磨对Ni50Mn36Fe2Sb12 Heusler合金的结构、磁性和交换偏压性能的影响。球磨样品在室温下表现出奥氏体和马氏体相共存，而退火完全抑制奥氏体相。发现球磨减小了晶粒尺寸，这导致铁磁性能的减弱。在5 K时，在球磨样品中观察到111 Oe的交换偏置场和826 Oe的介电常数，而体相合金的值分别为288 Oe和292 Oe。退火引起铁磁有序度的增加和界面交换耦合的减少，导致交换偏置和矫顽力的降低。
2015-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamics and phonon softening in Ni-Mn-Al Heusler alloys
用非弹性和弹性中子散射方法研究了Ni $_{54}$ Mn $_{23}$ Al $_{23}$ Heusler合金单晶在宽温度范围内的行为。本文报道了该合金系统的低位置声子色散曲线的首次实验测定。我们发现TA $_2$模的频率相对较低。该分支在波数$ξ_{0} ={1/3}\approx 0.33$处表现出异常（下降），其随着温度的降低而软化。与此相关的异常倾角在$ξ_{0}$，弹性中心峰值散射也存在。我们也观察到了由于磁有序的卫星。
2006-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio Study of Effect of Co Substitution on the Magnetic Properties of Ni and Pt-based Heusler Alloys
采用基于密度泛函理论的计算方法，深入研究了Co替代对Ni基和Pt基记忆合金磁性能的影响。我们显示了系统的总磁矩的变化，作为一个功能的Co掺杂。详细分析了海森堡交换耦合参数随Co掺杂的变化规律。发现RKKY型交换相互作用的强度随着Co掺杂的增加而衰减。
2016-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Electronic, magnetic and galvanomagnetic properties of Co-based Heusler alloys: possible states of a half-metallic ferromagnet and spin gapless semiconductor
不同X $_2$ YZ Heusler合金的能隙参数以及相应的电子、磁性和电磁性质可能会有很大差异。特别是具有几乎100%自旋极化的载流子的半金属铁磁体（HMF）和自旋无隙半导体（SGS）是自旋电子学的有前途的材料。跟踪Co $_2$ YSi（Y = Ti、V、Cr、Mn、Fe）和Co $_2$ MnZ Heusler合金（Z = Al、Si、Ga、Ge）在可能的HMF和/或SGS状态下的电、磁和电流磁性质的变化，并建立它们的互连。发现磁化强度和剩余电阻率的值发生了显著变化，同时观察到这些电子和磁性特征的变化与价电子数和自旋极化之间的相关性。
2021-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Perpendicular magnetic anisotropy in Pt/Co-based full Heusler alloy/MgO thin films structures
双磁结构中的垂直磁各向异性（PMA）是电控自旋电子器件发展的关键因素。由于钴基全Heusler合金具有较大的自旋极化、较高的居里温度和较低的吉尔伯特阻尼，因此从科学和应用的角度来看，钴基全Heusler合金具有特殊的重要性。在这里，我们研究的机制负责的PMA在Pt/Co基全Heusler合金/MgO薄膜结构。我们发现，即使在没有磁性退火的情况下，P-Heusler薄膜也表现出很强的PMA。通过铁磁共振实验，我们证明了有效磁化强度表现出两个区域的行为依赖于Heusler层的厚度。使用俄歇光谱测量，我们的证据在底层/Heusler接口和形成的界面CoFe丰富的层，导致两个政权的行为的相互扩散。在这种情况下的的铁磁膜，界面CoFe丰富的层促进强PMA通过电子杂化的金属合金和氧轨道的铁磁体/MgO界面。此外，界面CoFe富集层还产生了自旋泵效应之外的吉尔伯特阻尼的增加。我们的研究结果表明，强PMA的Heusler/MgO界面是不是一个固有的属性，但它是积极的相互扩散的影响，这可以通过适当选择的底层材料进行调整，因为我们显示的情况下的Pt，Ta和Cr底层。
2019-10-29 cond-mat.mtrl-sci
