【摘 要】
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Heusler合金表现出许多新颖的物理显现,比如,高居里温度磁性,高热电功率因子,超导电性等。本文重点关注其高自旋极化率的半金属特性和热电特性。采用第一性原理计算方法设计并模拟计算了新的三元和四元Co V系Heusler合金,对它们的结构特性、电子结构、磁性、力学特性和热电特性进行了研究,主要研究结果如下:（1）通过第一性原理计算预测Co2VZ（Z=Al,Si,Ga,Ge,In,Sn）在Cu2Mn
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Heusler合金表现出许多新颖的物理显现,比如,高居里温度磁性,高热电功率因子,超导电性等。本文重点关注其高自旋极化率的半金属特性和热电特性。采用第一性原理计算方法设计并模拟计算了新的三元和四元Co V系Heusler合金,对它们的结构特性、电子结构、磁性、力学特性和热电特性进行了研究,主要研究结果如下:（1）通过第一性原理计算预测Co2VZ（Z=Al,Si,Ga,Ge,In,Sn）在Cu2Mn Al构型和铁磁态下保持稳定。Co2VGa、Co2VGe和Co2VSn在平衡晶格常数下拥有半金属特性,带隙分别为0.19、0.67和0.549 e V。Co Rh VZ（Z=Al,Si,Ga,Ge,In,Sn）在原子占位为Rh（0,0,0）,V（0.25,0.25,0.25）,Co（0.5,0.5,0.5）,Z（0.75,0.75,0.75）和铁磁态下保持稳定。Co Rh VAl、Co Rh VGa、Co Rh VGe和Co Rh VSn在其平衡晶格常数下拥有半金属特性,带隙分别为0.322、0.172、0.425和0.322 e V。它们所形成的半金属带隙主要来源于d-d轨道杂化和原子轨道结合的共价键。（2）在模拟静水压力下,Co2VGa、Co2VGe和Co2VSn半金属带隙分别保持在5.63-6.14,5.66-6.49和5.79-7.09?。Co Rh VAl、Co Rh VGa、Co Rh VGe和Co Rh VSn半金属带隙分别保持在5.87-6.47,5.71-6.06,5.91-6.46和6.05-6.49?。七种半金属合金都具有良好的力学稳定性和延展性。（3）在m-BJ交换势下,分别预测Co2VGe在电子掺杂浓度1×1018cm-3和Co Rh VGe在空穴掺杂浓度1×1021cm-3的塞贝克系数、电导率、电子热导率和功率因数。Co2VGe自旋向上功率因数在低温区可以达到100μW/cm K~2,Co Rh VGe自旋向上功率因数在高温区可以达到400μW/cm K~2,通过Rh的替换、自旋调控和对温度的控制可以加强Co V系Heusler的热电输运性质。
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