1 1.大连理工大学 材料科学与工程学院, 辽宁省凝固控制与数字化制备技术重点实验室, 大连116024
2 2.大连理工大学 三束材料改性教育部重点实验室, 大连116024
ZrNiSn基half-Heusler热电材料具有较高的热导率, 限制了其热电性能进一步提高。为了降低晶格热导率, 本研究采用磁悬浮熔炼和放电等离子烧结的方法制备ZrNiSn和Zr0.5Hf0.5Ni1-xPtxSn (x=0, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3)高熵half-Heusler热电合金。在Zr位进行Hf原子替代, Ni位进行Pt原子替代以调控该合金的构型熵, 并研究构型熵对热电性能的影响。本工作优化了Zr0.5Hf0.5Ni0.85Pt0.15Sn在673 K的最小晶格热导率和双极扩散热导率之和为2.1 W·m-1·K-1, 与ZrNiSn相比降低了约58%。这一发现为降低ZrNiSn基合金的晶格热导率提供了一种有效的策略, 有助于改善材料的热电性能。
高熵 half-Heusler合金 热电材料 晶格热导率 high entropy half-Heusler alloy thermoelectric material lattice thermal conductivity
1 遵义师范学院物理与电子科学学院,遵义 563006
2 贵州师范大学物理与电子科学学院,贵阳 550025
本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,系统研究了完全Heusler合金Cr2ZrSb/Sc2FeSn(100)异质结中六种界面CrCr-ScFe-T、ZrSb-ScSn-T、CrCr-ScSn-B、ZrSb-ScFe-B、CrCr-ScFe-V和 ZrSb-ScSn-V的电磁特性及电子性质。结果表明,界面原子间的相互作用造成了界面间原子层的不均匀,导致界面层的力学失配率加大。与块体中的高自旋极化率相比,异质结的自旋极化率遭到不同程度的破坏。但是,ZrSb-ScFe-B界面保留了较高的自旋极化率值,通过Julliere模型预测该异质结在低温下隧道磁电阻值约为429.29%,在自旋电子学器件中具有潜在的应用前景。
第一性原理 Heusler合金 电磁特性 电子性质 自旋极化 异质结 磁性器件 first-principle Heusler alloy electromagnetic property electronic property spin polarization heterojunction magnetic device
1 温州大学物理与电子信息学院,温州,325027
2 浙江大学物理系,杭州,310027
基于密度泛函理论(DFT)采用第一性原理的全势能线性缀加平面波(FLAPW)的能带计算方法研究了强磁性Heusler合金Co2TiSn和Co2ZrSn的电子能带结构,在计算中考虑了自旋-轨道藕合(SOC)的修正.计算结果表明两种合金在费米面附近的能带结构是一个d-d电子杂化作用形成的能带.分析计算结果发现Co原子对磁矩有主要的贡献,两种Heusler合金的磁矩是由于Co原子3d eg的自旋劈裂形成的,3d eg的自旋向下分量是合金的电子态密度(DOS)的主要来源.由能带计算得到Co2TiSn和Co2ZrSn的自旋磁矩分别为1.97 μB和1.96 μB,其中Co原子在上述两种合金中的自旋磁矩分别是1.01 μB和1.02 μB,轨道磁矩分别为0.041 μB和0.051 μB.
Heusler合金 电子结构 磁矩 Co2TiSn Co2ZrSn
