[发明专利]基于d带中心理论的Heusler合金铁磁交换机制与马氏体相变

权利要求书

1.基于d带中心理论，我们通过第一性原理计算解释了Heusler合金磁性的掺杂改性机理，并成功运用于马氏体相变的磁矩变化；研究发现掺杂原子的d带中心比被掺杂原子高，与Mn5原子相互作用时，将Mn5原子的自旋向下的反成键态推高至费米能级之上，改变了Mn5原子的d轨道电子排布，进而铁磁态Mn5原子变为亚铁磁态；基于d带中心理论，我们调控晶格大小改变Mn5原子磁矩，结果显示这种方法的最终结果能够达到掺杂特种原子的效果；并且根据磁矩变化图，推断马氏体相变是因为改变了晶格结构进而改变了原子的d带中心而引起了磁矩变化。

2.使用第一性原理计算软件CASTEP进行了自旋极化的密度泛函理论（DFT）计算，离子实和电子之间的相互作用使用超软赝势进行描述；对于非化学计量比的和掺杂的Heusler合金，由于原子的位置随机性，常用的第一性原理计算并不适用，所以采用在localdensity approximation（LDA）下的CA-PZ近似法,其他的则使用GGA-PBE；平面波基矢的截止能量为500eV，K点取值6×6×6，以保证体系能量和构型在准完备平面波基水平上收敛；其自洽收敛精度为10^-6eV/atom，原子间相互作用力收敛标准为0.1eV/nm，晶体内应力收敛标准为0.02GPa。