刘新浩林景波刘艳辉金迎九

Full-Heusler合金X2Y Ga(X=Co，Fe，Ni; Y=V，Cr，Mn)的电子结构、磁性及半金属特性的第一性原理研究*

刘新浩 林景波 刘艳辉 金迎九

(延边大学理学院物理系，延吉133002)
(2011年1月6日收到;2011年1月28日收到修改稿)

利用基于密度泛函理论的全势线性缀加平面波方法，结合广义梯度近似，对full-Heusler X2Y Ga(X=Co，Fe，Ni; Y=V，Cr，Mn)合金的电子结构、磁性及半金属特性进行了研究，并讨论了自旋-轨道耦合作用对它们的影响．计算结果表明，自旋-轨道耦合作用对full-Heusler X2Y Ga(X=Co，Fe，Ni;Y=V，Cr，Mn)合金的电子结构，磁性与半金属特性的影响很小．当未考虑自旋-轨道耦合作用时，Co2VGa，Co2CrGa，和Fe2CrGa合金为半金属或准半金属铁磁体，加入自旋-轨道耦合作用后体系的自旋极化率将降低1%左右，它们依然保持很高的自旋极化率．Fe2MnGa，Co2MnGa，Ni2CrGa和Ni2MnGa合金为一般铁磁体，Fe2VGa和Ni2VGa合金为顺磁体．

半金属特性，自旋-轨道耦合，Heusler合金，全势线性缀加平面波方法(FLAPW)

PACS:71．20．－b，75．50．－y，75．50．Cc

1.引言

自旋电子学器件因具有良好的稳定性、体积小、能耗低、数据处理快，以及集成密度高等优点而备受人们的关注．目前自旋电子学器件的研制所遇到的关键问题之一是如何高效率地将自旋电流从磁性材料注入到半导体材料之中．稀磁半导体材料虽然具有很高的自旋极化率但它的居里温度一般很低(低于室温)［1，2］，而传统的铁磁材料虽然具有很高的居里温度却具有很低的自旋极化率只有10%到50%［3］．半金属铁磁体(half-metallic ferromagnet)因具有完全的自旋极化率(100%)，而认为是理想的半导体自旋电子注入源之一［4—6］．在半金属铁磁体中，一种自旋方向的能带呈现……