Zn掺杂对Heusler型磁性形状记忆合金Ni2FeGa1-xZnx(x=0—1)电子结构、磁性与马氏体相变影响的第一性原理研究

摘要

通过第一性原理计算研究了Zn掺杂对典型磁性形状记忆合金Ni2FeGa的电子结构、马氏体相变和磁性的影响.在Ni2FeGa1-xZnx(x=0,0.25,0.5,0.75,1)中,取代Ga的Zn原子更倾向于占据Heusler合金晶格的D位.计算表明Ni2FeGa1-xZnx合金马氏体和奥氏体相之间的能量差DEM随着Zn掺杂量的增加而不断增大,这有助于增加Ni2FeGa1-xZnx马氏体相的稳定性并提高马氏体相变温度TM,这一规律与材料态密度中的Jahn-Teller效应密切相关.与此同时,Zn的掺杂没有改变这些合金的磁结构,Ni2FeGa1-xZnx合金中Ni,Fe原子磁矩始终为铁磁性耦合.形成能Ef的计算表明,Zn掺杂会导致Ef略有增大,但在整个研究的范围内形成能Ef始终保持为负值.另外,Zn掺杂对Ni2FeGa的Heusler L21相有稳定作用,有助于抑制面心结构L12相的产生.