自旋电子学器件因比传统微电子学器件数据储存能力更大、信息处理速度更快、耗能更低等优势得以迅速发展。应用于自旋电子学的材料，需要具有较高的电子极化率，因此在理论上具有100％自旋极化率的半金属材料在这一领域有很大的应用前景。　　目前，已被理论预测或实验证实的半金属材料很多，其中Heusler合金因与半导体晶格失配率较小且具有高于室温的居里温度而倍受研究者们关注。然而大量实验表明， Heusler合金在实际制备过程中往往会受到温度、成分比例等制备环境的影响发生原子无序、结构缺陷等，导致其半金属带隙变窄、费米能级微移等，使得并不能在实际制备的Heusler合金中检测到理论上预测的100%自旋极化率。此外，部分理论上已显示通过掺杂适当比例的杂质元素可改变Heusler合金的能隙宽度以及费米面所处的位置，而实验上也证实适当的掺杂可提高Heusler合金的自旋极化，因而掺杂极有可能被作为一种发展具有良好性能的半金属铁磁材料的有效途径。　　自从Cr2CoGa合金被应用于异质结以来，半金属 inverse Heusler合金也愈发受到研究者们的青睐。在对Ti基inverse Heusler合金进行研究时，Ti2NiAl和Ti2CoSi合金均被预测到具有半金属性，然而在分析它们的能带结构时发现Ti2NiAl的费米面处于自旋向下子能带带隙的底部而Ti2CoSi的费米面却处于带隙顶部，半金属性均易受原子无序、结构缺陷等的影响使得自旋极化率降低。因此，本文基于第一性原理，分别对inverse Heusler合金Ti2NiAl的Ni位和Al位进行Co、Si原子单掺和共掺来进一步稳定其半金属性，同时也探究了掺杂体系的电子结构和磁性质。　　主要研究结果如下：　　1. Co/Si单掺和Co+Si共掺Ti2NiAl体系的晶格常数随掺杂浓度的增加呈线性减小，与Vegard原理符合得很好。体系的磁矩随着Co浓度的增加而减小，随Si浓度的增加而增大，且当体系保留有半金属性质时，这种变化遵循Slater-Pauling原理。　　2.通过对缺陷形成能的计算，发现Co+Si共掺体系的缺陷形成能大多为负值，而Co/Si单掺体系的多为正值，说明阴阳离子共掺普遍比单离子掺杂的形成能低，也更容易形成。　　3.对于Co/Si单掺体系，随着Co浓度的升高，体系的费米能级逐渐向高能区移动并一直处于自旋向下子能带带隙中；而随着Si浓度的升高半金属带隙迅速变窄，甚至在高掺杂浓度下自旋向下子能带穿过费米面导致半金属性丧失。而对于Co+Si共掺体系，大多的化合物都具有更宽的半金属带隙，从而显示出更稳定的半金属性。　　4.特别提出的是，对于 Ti2Ni0.5Co0.5Al0.5Si0.5， Ti2Ni0.25Co0.75Al0.5Si0.5以及Ti2CoAl0.25Si0.75合金，它们的自旋向下子能带能隙较未掺杂的Ti2NiAl合金有明显加宽，且费米面也被调到了带隙的中部，说明它们拥有更稳定的半金属性，因此在自旋电子学领域可能有很好的应用前景。