CoFeCrGa_(1-x)Al_(x)合金的电子结构、磁性和自旋零带隙半导体特性研究

摘要

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理,研究了Al掺杂对CoFeCrGa_(1-x)Al_(x)(x=0、0.25、0.5、0.75)合金电子结构、磁性、自旋零带隙半导体特性的影响。结果表明,随着Al掺杂浓度的增加,合金晶格常数减小,总磁矩符合Slater-Pauling规则。在整个研究范围内,CoFeCrGa_(1-x)Al_(x)(x=0、0.25、0.5、0.75)合金均为自旋零带隙半导体,随着x的增加,自旋向下能带中费米面从价带顶向导带方向移动,带隙宽度逐渐增加,当x=0.75时,费米面位于带隙中间,CoFeCrAl0.75Ga0.25在系列合金中半金属稳定性最佳。此外,当受到一定程度四方形变时,CoFeCrAl0.75Ga0.25仍能保持自旋零带隙半导体特性,有望应用于自旋电子器件。