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半金属铁磁体具有特殊的能带结构,其中自旋向上子能带穿过了费米面,呈现金属性；而自旋向下子能带不跨过费米面,费米面刚好处于带隙中呈非金属性,从而导致其费米面处的自旋极化率为100%,显示出半金属性。我们把具有这类特性的材料称之为半金属材料。这类材料可以广泛的用于隧道结、自旋阀、磁随机存储器等自旋依赖设备中。随着Heusler合金的不断发展,人们发现一种新型的Hg2CuTi结构的反Heusler合金具有半金属性。然而,在实际的制备过程中面临巨大的困难,实验证明表面、界面、原子缺陷、结构无序及费米面与导带或价带边缘之间较窄的带隙等都容易影响这些合金的自旋极化率,从而造成其半金属性的丧失。人们在研究Ti2CoAl的表面效应和原子缺陷时,发现它的五种可能的(001)端面以及可能的原子缺陷结构的半金属性丧失,但是掺杂适当浓度的Nb原子可以使半金属性更加稳定。近年来,不管是理论上还是实验上对反Heusler合金的缺陷效应和掺杂效应的研究都是相对较少的。研究发现在Ti基的反Heusler合金中,Ti2NiAl具有稳定的半金属性并能够抵抗温度升高等带来的干扰。因此,本文首先介绍研究背景,接着阐述了研究的理论基础和计算方法。最后,基于密度泛函理论,我们研究了原子无序对Ti2NiAl合金的半金属性和磁性的影响,同时也探究了适当浓度的掺杂来进一步稳定Ti2NiAl合金的半金属性。我们的研究结果如下：1.在研究反Heusler合金Ti2NiAl的原子无序效应时,我们的计算表明TiNi/Al和AlNi占位缺陷以及Ni-Al/Ti(B)和Al-Ti(A)交换缺陷具有正的形成能,这些无序发生的可能性很小,即使发生这类无序也可以通过退火方式使其回到有序结构。然而，Ni/AlTi(A)、Ni/AITi(B)和NiAl占位缺陷以及Ni-Ti(A)和Al-Ti(B)交换缺陷具有负的形成能,它们在实验室制备Ti2NiAl的过程中可能形成,其中NiTi(A)占位缺陷最可能形成。此外,我们可以发现Ni原子更倾向于形成孤立的占位缺陷,而Al原子则倾向于形成交换缺陷。Ni/AlTi(B)占位缺陷和Ni-Ti(A)、Al-Ti(B)交换缺陷的自旋极化率都出现了严重的降低,而Ni/AlTi(A)和NiAl占位缺陷的变化并不大,只有NiAl占位缺陷保持着100%的自旋极化率。2.我们研究了单掺和共掺对反Heusler合金Ti2NiAl勺影响。对于单掺Si原子的情况,随着掺杂浓度的增加,虽然带隙逐渐加宽,但是费米能级逐渐向低能区移动,最终导致体系的半金属性丧失。所有掺杂Co原子的化合物的半金属性都保留,但是随着掺杂浓度的增加,其带隙却逐渐变窄。然而,对Ti2NiAl进行共掺时,不仅能保留合金的半金属性,还能使其带隙变宽,从而获得更加稳定的半金属。其中,(Si0.5+Co0.5)共掺化合物的费米面正好处于带隙的中部,其半金属性最稳定。因此,适当浓度的共掺是调节费米面在带隙中位置的一种有效手段。