按设计实现巨型磁伸缩：基于第一性原理筛选 Co 基 Heusler 合金
材料科学
2026-03-31 v1
摘要
寻求高性能、无稀土磁性材料的开发对于推动感测、致动和微机电系统等技术至关重要。Heusler 合金是这一目的的有前景 yet 尚未被充分探索的材料类。本 work 我们系统地进行了 Co 基全 Heusler 合金 CoYZ (Y = V, Cr, Mn, Fe, Co; Z = Al, Ga, Si, Ge, Sn) 的磁伸缩性质的第一性原理研究。我们的筛选识别出 10 种化合物具有较大的预测磁伸缩 (~ppm)，其中 CoSi 具有 -966~ppm 的巨型值。此外，我们展示了两种有效的磁伸缩工程策略: (i) 通过 Sb 掺杂将费米能级调谐，使 CoSn 的磁伸缩提升至 -905~ppm; (ii) 通过 Re 取代放大自旋轨道耦合，使 CoCrGa 的磁伸缩提升至 -1008~ppm。我们的分析揭示了一个通用的预测规则，发现磁伸缩与 Y 位过渡金属的选择之间存在线性关系。这项工作不仅识别出新的磁伸缩应用候选材料，还为加快发现新型功能磁性材料的开发建立了清晰、基于物理的设计原则。
引用
@article{arxiv.2603.26864,
title = {Giant Magnetostriction by Design: A First-Principles Screening of Co-based Heusler Alloys},
author = {Pengju Wu and Jie Du and Liang Yao and Hang Li and Xiaodong Zhou and Tao Zhu and Wenhong Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.26864},
year = {2026}
}
备注
10 pages, 6 figures