第一性原理研究反Heusler合金Ti2RuSn的Y位Rh掺杂效应

• 作者: 吴波 王斌 闫万君 陈少波 陈英
• 来源期刊: 原子与分子物理学报
• 学科: 化学
• 关键词: Heusler合金 第一性原理 掺杂 半金属性 稳定性
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 原子分子物理交叉学科
• 页码范围: 756-761
• 页数: 6页
• 分类号: O65
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-0364.2020.05.019

摘要

本文基于第一性原理计算方法,通过对具有半金属性的反Heusler合金Ti2RuSn的Y位进行多d电子掺杂,来探究其掺杂前后的相关特性及掺杂机理,以便寻求半金属性更稳定的Heusler合金材料,为后续相关理论研究及实验提供一定参考.在掺杂过程中随着Rh元素掺杂浓度的增加,反Heusler合金Ti2RuSn的磁性呈线性增加,由未掺前的2pB增加到全掺时的3μB,同时其半金属性并未受到破坏且其带隙在逐渐变宽.在掺杂浓度为75％时,掺杂体的带隙宽度由未掺前的0.45 eV展宽到0.54 eV,同时费米面被调节到带隙中部靠上位置,这说明化合物Ti2 Ru0.75Rh0.75Sn较未掺杂前具有相对稳定的半金属性.为分析掺杂体系的稳定性,我们计算了它们的相对形成能,结果表明,在掺杂浓度范围内,体系的形成能都为负值,并且掺杂浓度越高,其值越低.这说明反Heusler合金Ti2 RuSn容易受到掺杂元素Rh的影响,并且大浓度的Rh掺杂可以有效地调节反Heusler合金Ti2RuSn的电子结构及能带结构,得到稳定性更好,使用性能及实用性更高的Heusler合金化合物.