Heusler合金Co_(2-x)Fe_xVAl的磁性、半金属性以及热电性能的研究
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Heusler合金Co_(2-x)Fe_xVAl的磁性、半金属性以及热电性能
的研究
Heusler合金由于特殊的电子结构使其具有极大的开发价值和应用潜力。
一方面由于独特的半金属带结构,使之能很好的应用于自旋
电子器件中。
Co<sub>2</sub>VAl具有良好的半金属性质和高自旋极化率,而Fe<sub>2</sub>VA1没有磁矩,结合两种合金的特性,可以找
到具有高自旋极化和较低磁矩的新材料。
另一方面,合金在费米能级
处有较窄的赝隙,使得合金具有较大的Seebeck系数,为优化材料的
热电性能提供了可能,而Fe<sub>2</sub>VAl具有类似半导体的特性。
本文研究的是Heusler合金Co<sub>2-x</sub>Fe<sub>x</sub>VAl
（x=0,0.5,1,1.5,2）,从理论计算和实验上探究随着掺杂元素Fe含
量的增加,合金的晶体结构,饱和磁矩,电输运特性以及热电性能。
主
要内容如下:1.采用第一性原理计算,对Heusler合金
Co<sub>2-x</sub>Fe<sub>x</sub>VAl在完全有序和部分无序情况下的晶体结构、磁性、半金属性和相对形成能与掺杂元素Fe的浓度的
关系进行研究发现,完全有序的磁性随着Fe含量的增加而减小,基本
满足S-P规则,并且自旋极化率也较高,Fe<sub>2</sub>VAl具有半导体的特性,其磁矩为零;而部分无序的半金属性丧失,也偏离了S-P规则。
2.采用真空电弧熔炼的方法,制备
Co<sub>2-x</sub>Fe<sub>x</sub>VAl系列合金,并对合金进行不同
条件的热处理,然后对其结构、磁性能以及输运性能进行讨论分析。
通过实验,发现900℃退火48h冰水冷却的热处理工艺条件下,合金
Co<sub>2-x</sub>Fe<sub>x</sub>VAl更有利于有序相的产生,此时,合金的磁性和电阻的变化规律均符合计算完全有序时的结果。
3.对热处理过的合金粉末进行放电等离子烧结,对其热电性能参数进行测试,包括Seebeck系数、电阻率、热导率和ZT值。
在测试温度区间
内,Fe<sub>2</sub>VAl合金Seebeck系数在室温区附近是最大的。
由于晶体点阵的畸变、其他的缺陷或多晶体细小晶粒等不确定因素的影响,导致Fe<sub>2</sub>VAl合金的ZT值相对来说是最小
的,Fe<sub>1.5</sub>Co<sub>0.5</sub>VAl可能是由于B32a无序结构亦或是其他因素的影响（有待深入研究）,其ZT相对来说是最大的,所以通过调控取代或掺杂元素的含量,以及工艺的调整来改善合金的结构从而达到优化合金热电性能的目的。