PDF《悦燥缘园 云藻圆缘 原曾酝灶曾 杂蚤圆缘 系列合金的结构尧》

物理学报摇 粤糟贼葬 孕澡赠泽援 杂蚤灶援 摇 灾燥造援 远园袁 晕燥援 源 渊圆园员员冤摇 园源苑员园愿 M圆园员员 中国物理学会 悦澡蚤灶藻泽藻 孕澡赠泽蚤糟葬造 杂燥糟蚤藻贼赠 摇 澡贼贼责院辕 辕 憎怎造蚤曾遭援 蚤责澡赠援 葬糟援 糟灶 园源苑员园愿鄄员 摇摇摇摇悦燥缘园 云藻圆缘 原曾酝灶曾 杂蚤圆缘 系列合金的结构尧 磁性和半金属性研究鄢 赵晶晶员冤圆冤 摇 祁摇 欣员冤L 摇 刘恩克圆冤 摇 朱摇 伟圆冤 摇 钱金凤圆冤 摇 李贵江圆冤 摇 王文洪圆冤 摇 吴光恒圆冤 员冤渊北京化工大学理学院袁北京摇 员园园园圆怨冤 圆冤渊中国科学院物理研究所袁磁学国家重点实验室袁北京摇 员园园员怨园冤 渊圆园员园 年 员园 月 员猿 日收到曰圆园员园 年 员圆 月圆日收到修改稿冤 摇摇利用实验和能带计算相结合的方法袁对介于两种预期的半金属 匀藻怎泽造藻则 合金 悦燥圆 云藻杂蚤 和 悦燥圆 酝灶杂蚤 间的四元合金 悦燥缘园 云藻圆缘 原曾酝灶曾 杂蚤圆缘 的晶体结构尧磁性尧能带结构和半金属性进行了研究援 采用考虑库仑相互作用的的广义梯度近似 方法计算了系列合金的能带结构袁通过与实验结果进行对比袁揭示了成分变化过程中合金分子磁矩及原子磁矩的 变化规律援 研究发现袁随着 酝灶 含量的变化袁悦燥缘园 云藻圆缘 原曾酝灶曾 杂蚤圆缘 合金的保持了高有序的 蕴圆员 结构袁由于 悦燥 和 酝灶 原子 磁矩随着 酝灶 替代量的增加而降低袁系列四元合金的分子磁矩呈线性下降趋势援 在整个 酝灶 替代 云藻 的成分范围内袁 由于 悦燥袁酝灶 和 云藻 之间的电子杂化作用袁材料始终保持 员园园豫 的自旋极化率袁呈半金属态援 费密能级从 悦燥圆 云藻杂蚤 半金 属能隙的导带底下移至 悦燥圆 酝灶杂蚤 能隙的中间援 能隙宽度在中间合金处出现最佳值袁这表明四元合金有可能成为具 有更高自旋极化率和更强抗干扰能力的自旋电子学材料援 关键词院 磁性袁 半金属袁 匀藻怎泽造藻则 合金 孕粤悦杂院 苑员援 圆园援 月藻袁 苑员援 圆园援 蕴责袁 苑缘援 缘园援 悦糟 鄢国家重点基础研究发展计划渊批准号院圆园员园悦月愿猿猿员园圆冤和北京市教育委员会学科与研究生教育建设项目专项资助的课题援 L 通讯联系人援 耘鄄皂葬蚤造院 择蚤曾蚤灶岳 皂葬蚤造援 遭怎糟贼援 藻凿怎援 糟灶 员郾 引言半金属渊澡葬造枣鄄皂藻贼葬造冤 材料是磁电子学领域倍受 关注的新型磁性材料援 自旋向上导电电子在费密面 处呈现出金属性袁而自旋向下的电子在费密面处态 密度为零袁因而传导电子的自旋极化率为 员园园豫 袁因 此袁半金属材料在磁电子器件及自旋注入半导体器 件等方面具有潜在的应用前景援 员怨愿猿 年袁 阅藻早则燥燥贼 等咱员暂 在对半 匀藻怎泽造藻则 合金 晕蚤酝灶杂遭 的电子结构进行 研究时提出了半金属概念援 此后袁人们开展了很多 实验和计算工作袁在 匀藻怎泽造藻则 合金中预期了相当多 的半金属材料系列援 悦燥 基 匀藻怎泽造藻则 合金是其中非常 重要的一族援 宰怎则皂藻澡造 等咱圆袁猿暂 的计算指出袁 蕴圆员 结构的悦燥圆 云藻杂蚤 在高度有序时是半金属袁而且在 匀藻怎泽造藻则 合 金中具有最高的分子磁矩渊远滋月 冤和最高的居里温度 渊栽悦 越 员员园园 依 圆园 运冤援 但是袁采用 运运砸鄄悦孕粤鄄蕴阅粤 的 方法对 悦燥圆 云藻杂蚤 进行的计算时咱圆暂 袁计算结果与实验 值并不 相符援 圆园园苑 年袁 晕葬噪葬贼葬灶蚤 等 人咱源暂 报道了用郧郧粤 垣哉的方法对 悦燥圆 云藻杂蚤 进行计算袁得到的饱和 磁矩 值与实验值远郾 园滋月 一 致袁 并从结果中得知悦燥圆 云藻杂蚤 具有半金属性援 但费米能级处于带隙的导带 底袁少量的原子混乱占位咱缘暂 或轻微热扰动即可导致 费密能级处带隙的消失援 悦燥圆 酝灶杂蚤 是最早被发现的 具有半金属能带结构的材料之一咱远暂 袁文献咱苑袁愿暂 对 悦燥圆 酝灶杂蚤 的电子结构进行了详细的计算和研究袁认 为费米能级处的能隙是由 悦燥袁酝灶 原子 猿凿 电子的杂 化作用造成的援 但是袁在进一步的实验中咱怨袁员园袁员员暂 却没 有在实际的 悦燥圆 酝灶杂蚤 合金中测量到接近 员园园豫 的预 期高自旋极化率袁研究认为这主要是由于 悦燥圆 酝灶杂蚤 的半金属性与原子占位关系更为密切袁较少量的反 占位原子就可能对费米能级处的态密度造成显著 影响并导致自旋极化率迅速降低援 此外袁与 悦燥圆 云藻杂蚤 相比袁悦燥圆 酝灶杂蚤 的居里温度较低援 因此袁是否可以采 用一个中间的四元 悦燥酝灶云藻杂蚤 系统袁获得实际的高自 旋极化率成为了一个有意义的问题援 目前这方面系 物理学报摇 粤糟贼葬 孕澡赠泽援 杂蚤灶援 摇 灾燥造援 远园袁 晕燥援 源 渊圆园员员冤摇 园源苑员园愿 园源苑员园愿鄄圆 摇摇摇摇统的工作尚未见到详细报道援 本文的研究对象是介于 悦燥圆 酝灶杂蚤 和 悦燥圆 云藻杂蚤 间 的四元 悦燥缘园 云藻圆缘 原曾酝灶曾 杂蚤圆缘 合金系列袁合成一系列四元 合金样品袁实验测量它们的晶体结构和磁性援 采用 基于密度泛函理论渊 阅云栽冤 的广义梯度近似渊 郧郧粤冤 同时考虑电子间的库伦相互作用渊郧郧粤 垣 哉冤 的方 法咱源袁员圆袁员猿暂 袁进行了第一性原理计算援 通过实验和计算 结果的比较袁研究随着成分变化四元合金中晶体结 构尧磁性尧分子磁矩和原子磁矩的变化袁以及半金属 性的变化援 研究发现袁随着 酝灶 取代 云藻 的成分变化袁 悦燥缘园 云藻圆缘 原曾酝灶曾 杂蚤圆缘 系列合金始终保持 蕴圆员 结构袁分子 磁矩从整数 远援 园滋月 线性下降到整数 缘援 园滋月 援 能级在 整个成分范围中袁合金都具有半金属性袁费米面和 能隙的相对位置存在一定的变化袁中间成分的下旋 能隙出现宽化援 圆援 实验与计算方法 悦燥缘园 云藻圆缘 原曾酝灶曾 杂蚤圆缘 系列多晶样品采用氩气保护 的电弧熔炼方法制备袁使用的金属纯度均大于 怨怨援 怨豫 援 每个样品熔炼四次以保证成分均匀援 熔炼后的 合金样品在氩气保护的密封石英管中袁在 员园园园益 进 行均匀化退火 源愿 澡袁并在 愿园园 益 下有序化退火 圆源 澡 后炉冷袁以获得高度原子有序援 我们用 悦怎 靶载衍射 仪分析样品的晶体结构袁 用超导量子干涉器渊杂匝哉陨阅冤在 缘运温度下测量样品的饱和磁化强度袁 计算分子磁矩援 用 阅杂悦鄄栽郧 量热仪渊晕藻贼扎糟澡 源缘怨冤测试 样品的有序要无序相变及居里温度援 电子结构的计 算采用基于密度泛函理论的广义梯度近似渊郧郧粤冤 方法袁计及电子间的库伦相互作用渊郧郧粤 垣 哉冤袁这 里 哉悦燥 越 猿援 园 藻灾袁哉云藻 越 圆郾 缘 藻灾援 在噪空间中袁平面波 截止能选取为 源园园 藻灾袁选择 噪 网格点为 愿伊愿伊愿袁以 保证体系能量和构型的收敛援 猿援 结果与讨论 悦燥圆 云藻杂蚤 是典型的 匀藻怎泽造藻则 合金袁具有 蕴圆员 结构袁 空间群为 云皂 猿皂袁两个 悦燥 原子分别占据 粤 渊园袁 园袁 园冤和 悦 渊园郾 缘 袁园郾 缘袁园郾 缘冤 位曰云藻 原子占据 月渊园郾 圆缘袁 园郾 圆缘袁园郾 圆缘 冤 位袁而 杂蚤 原子将占据 阅 渊园郾 苑缘袁园郾 苑缘袁 园郾 苑缘冤位援 与 悦燥圆 云藻杂蚤 类似袁悦燥圆 酝灶杂蚤 也是 蕴圆员 结构袁 两个 悦燥 原子和 杂蚤 原子占据同样的晶位袁酝灶 原子占 据 月渊园郾 圆缘袁园郾 圆缘袁园郾 圆缘冤 位咱员猿暂 援 为了方便袁四元合金 悦燥云藻酝灶杂蚤 的分子式常采用 悦燥缘园 云藻圆缘 原曾酝灶曾 杂蚤圆缘 的形 式袁系列样品就是用 酝灶 原子逐渐替代 月 位的 云藻 原 子袁酝灶 含量 曾越园要圆缘援 利用 载 射线衍射渊载砸阅冤 技术通常能够准确地 确定合成的 匀藻怎泽造藻则 合金的结构袁判断样品中原子 的占位有序程度援 一般认为袁在高有序的 蕴圆员 结构的 匀藻怎泽造藻则 合金中的 载砸阅 图中袁 将出现相当明显的 渊员员员冤 和 渊圆园园 冤超晶格衍射峰咱员缘暂 援图员渊葬冤 示出悦燥圆 云藻杂蚤袁悦燥圆 酝灶杂蚤 和一个中间合金的 载砸阅 图援 可以 看到在本工作的 悦燥缘园 云藻圆缘 原曾酝灶曾 杂.

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