用于自旋电子学的半金属Co基四元Heusler合金：缺陷与压力诱导的相变及性质
材料科学
2016-11-15 v2
摘要
Heusler 化合物因其自旋极化与半金属性而有望作为自旋电子学器件，其中电子自旋多数（少数）子带在电子化学势处呈现态（带隙），从而在单一子带中实现完全自旋极化。然而，Heusler 合金常表现出本征无序，会降低其半金属性和自旋极化。我们利用密度泛函理论，分析了等原子比 Heusler（L2₁）CoMnCrAl 和 CoFeCrGe 合金在静水压和本征无序（热力学反位缺陷、二元置换和空位）作用下的电子与磁学性质。压力下，CoMnCrAl 经历金属化转变，而 CoFeCrGe 的半金属性在有限范围内得以保留。CoMnCrAl 中 Co-Al 对和 CoFeCrGe 中 Co-Ge 对之间的反位无序在能量上最为有利，并在 Co 过量样品中保持半金属特征。然而，Co 缺乏的样品会发生从半金属到金属的转变，且饱和磁化强度出现不连续。对于二元置换，与基态竞争的构型被识别出来，且未损失半金属性；然而少数自旋带隙和磁矩随置换原子的不同而变化。对于单一二元置换，CoMnCrAl 中存在显著的能量代价，但未损失半金属性。尽管 CoFeCrGe 中少数构型在能量上与基态竞争，但少数自旋带隙和磁矩仍随置换原子的不同而变化。这些信息有助于控制这些潜在的自旋电子学材料。
引用
@article{arxiv.1512.04805,
title = {Half-metallic, Co-based quaternary Heuslers for spintronics: defect- and pressure-induced transitions and properties},
author = {Enamullah and D. D. Johnson and K. G. Suresh and Aftab Alam},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.04805},
year = {2016}
}