系列CoMnZn Z 四元Heusler化合物的结构和半金属铁磁性

通过第一原理计算理论预测了CoMnZnZ (Z = Si, Ge, Sn, Pb)系列Heusler合金的弹性常数、电子结构和磁性, 并根据弹性常数计算得到弹性模量等参量, 计算了该系列化合物声速和德拜温度. 计算采用全势线性缀加平面波方法, 交换相关函数采用基于Perdew-Burke-Ernzerhof的广义梯度近似泛函. 弹性模量结果表明晶体呈现韧性特征; 承受剪切的性能弱于承受单轴压缩的性能; 结构组成具有较低的各向异性性能. 电子结构的计算显示CoMnZnZ (Z = Si, Ge, Sn)三个化合物属于半金属铁磁体, 但是CoMnZnPb化合物并不显示半金属特性. CoMnZnZ (Z = Si, Ge, Sn)三个化合物的磁矩通过Slater-Pauling法则进行计算得到的量值与第一原理计算得到的完全一致, 遵从总的价电子数减去28的 Slater-Pauling法则, 三个化合物磁矩为整数且自旋极化率为100%. 利用轨道杂化理论解释了此系列化合物半金属性的根源.