Heusler合金TiZrCoIn (100) 表面结构、磁性及自旋极化率的第一性原理研究
2021-12-27陈少波闫万珺
原子与分子物理学报 2021年6期
陈 英, 王 斌, 陈少波, 闫万珺
(1.安顺学院 数理学院, 安顺 561000; 2.安顺第一高级中学, 安顺 561000)
1 引 言
巨磁电阻效应[1-3]是磁头技术得以快速发展的根本,它不仅推动了计算机的快速发展,同时也开启了一门新的学科——自旋电子学[4-6].而要发展自旋电子学,就必须关注自旋电子器件的发展.自旋电子器件是一类需要借助传导电子的自旋来控制器件性能的器件,而要真正地实现自旋电子器件最基本的条件就是得寻找到可以作为自旋极化源的磁性电极材料.磁性半金属材料Heusler合金[7-9]已被证实具有极高的自旋注入率,可以来优化异质结构器件的性能,是发展迅速的自旋电子学领域中极具应用前景的自旋注入器材料[10-13].Heusler合金NiMnSb早在1983年就被de Groot等人[14]利用第一性原理计算方法证明了具有半金属性,拥有着特殊的能带结构,表现为在其一个自旋通道中电子穿过费米能级,显示出金属性,而在另一个自旋通道电子态在费米面处有一个带隙,显示出绝缘性或半导体性;从而导致其费米面处电子的极化率为100%.
Heusler合金具有特殊的晶体结构,是由四个面心立方相互内套组合而成,属于高度有序的金属间化合物,其一般化学式为X2YZ或XX’YZ(X,X’,Y一般为过渡金属元素,Z一般为主族元素)[15].与其它自旋注入源材料如稀磁半导体或锰氧化物相比较,Heusler合金表现出非常高的居里温度[16],这促使它们对工业应用具有很强的吸引力.Heusler合金由一大类金属间化合物组成,组成元素范围较广,且由于……
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