CoTiSb基体中Ni元素诱导的单自旋通道研究

沿半Heusler结构CoTiSb合金的[001]晶体学方向,利用Ni元素连续替换一条原子链上的Ti,Sb原子,在半导体性CoTiSb基体中设计了一系列均匀分布的Ni基单原子链阵列.采用第一性原理方法,研究了Ni基单原子链的电子结构和磁性质,发现Ni-Sb单原子链具有高度自旋极化率和空穴导电特性,Ni-Ti及Ni-Ni单原子链具有100%的自旋极化率,并且在CoTiSb基体中形成了以这种Ni基单原子链为中心的、尺寸非常小的单自旋纳米柱通道.

各向异性二维海森堡阻挫平方格子的基态性质

【目的】研究二维各向异性海森堡阻挫平方格子的基态性质。【方法】采用线性自旋波理论,分析零温磁化强度、基态相图和基态能与各向异性η和次近邻相互作用参数J_2之间的关系。【结果】当η和J_2取不同值时,系统有3个态,它们分别是奈尔态、共线态和自旋液态。同时也发现,当η和J_2在一定范围内取值时,奈尔态和共线态能共存。【结论】在相同参数下,当0≤J_2/J_1<0.5时,奈尔态更稳定,当J_2/J_1在0.55附近时,奈尔态和共线态之间可以发生一阶相变,在0.7≤J_2/J_1≤1时,共线态更稳定。

过渡族与主族元素对Mn_2CoGa能带结构的双调控作用

通过第一性原理计算,研究了Mn和Sn双替位掺杂对Heusler结构Mn_2CoGa合金的能带调控作用。结果发现过渡族Mn替换Co元素掺入合金后,对两个自旋方向中的能隙有不同的影响,它能够有效的打开材料中自旋向上能带中的能隙,而对自旋向下能带中的能隙影响较小。主族Sn替换Ga元素掺入后能够极好地调整费米面的位置,并引起材料中原子自旋劈裂的变化。引入Sn元素造成的晶格膨胀则轻微地影响材料中的能隙宽度。通过成分调整,最终在Mn_(2.25)Co_(0.75)Ga_(0.5)Sn_(0.5)成分中,成功发现了自旋无带隙特性。