Co$_2$MnAl 合金表面性质研究
材料科学
2025-03-24 v1
摘要
本文运用密度泛函理论框架中的平面波赝势方法，研究了 CoMnAl (100)、(110) 和 (111) 不同原子终止面的表面能、半金属性、磁化和磁各向异性等关键自旋电子性质。研究表明，MnAl-(100)、Co-Al-(111) 和 Al-(111) 表面在较宽的化学势范围内表现出负表面能，表明其结构稳定性强。MnAl-(100)、CoCoMnAl-(110) 和 Co-Mn-(111) 表面保持着类似于 bulk-CoMnAl 的近半金属性，而 Al-(111) 表面的近半金属性甚至得到改善。相比之下，其余被考察的表面（CoCo-(100)、Co-Al-(111) 和 Mn-(111)）显示出强金属性。大多数表面配置的磁化强度都得到增强，除了 Al-(111) 表面因外部原子磁矩减小而磁化强度下降。关于磁各向异性，仅 MnAl-(100) 和 Co-Mn-(111) 表面表现出正的磁晶体各向异性，分别约为 0.23 和 0.33 mJ/m。这些发现表明，Co-Mn-(111) 和 MnAl-(100) 表面在考虑结构稳定性、电子性质和磁各向异性方面，对于自旋电子学应用具有很大的潜力。
引用
@article{arxiv.2503.16631,
title = {Surface properties of Co$_2$MnAl Heusler alloy},
author = {Amar Kumar and Sujeet Chaudhary and Sharat Chandra},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.16631},
year = {2025}
}