Co2FeSi1-xBx的电子结构、磁性与半金属特性.pdfVIP

第 22卷 增刊 矿 冶 Vo1．22，Suppl 2013年 11月 MINING ＆METALLURGY November 2Ol3 文章编号 ：1005—7854(2013)S0-0112-04 Co2FeSi。 一 B的电子结构、磁性与半金属特性 李 尧 (北京北冶功能材料有限公司，北京 100192) 摘 要 ：通过将硼元索掺入 CoFeSi合金 中，系统研究了硼掺杂对 晶体结构、磁性以及半金属性的影 响。结果表明，硼少量掺杂(掺杂鼍不超过 5％)时，硼原子代替硅原子 ，品格常数和晶体结构保持相刘 稳定 ，同时还可提高样 晶的磁性能 ，有利于优化样品磁性和半金属性 。 关键词 ：半金属；Heus1er合金；会属材料 中图分类号 ：TB39 文献标志码 ：A doi：10．3969／j．issn．1005-7854．2013．z1．027 半金属材料是一个 自旋取向的子能带具有金属 性 ，而另一个 自旋取 向的子能带具有绝缘性或半导 体性的材料 ，其费米面处只有一个 自旋取向，因此其 自旋极化率为 100％，适合制作 自旋 电子功能器件。 然而 ，实际情况并非这样 ，其值大概在 30％～50％。 如何高效率地将 自旋注入到半导体材料 中，提高半 金属材料的 自旋极化率成为关键。在所有 的Heu． sler半金属合金中，CoFeSi拥有很大的磁矩和很高 的居里温度 (1100K)”，这就使得其成为获得最大 自旋极化率的理想材料之一。 (220) 通过在 Heusler半金属合金 CoFeSi中掺人少 ) j (4o0) (422) 量硼元素 ，研究 CoFeSi．…B 合金的结构 、磁性及半 4S 6(} 75 ) 金属性 ，以改善合金的性能，提高合金的应用性。 20／(。) 1 试验与理论方法 图1室温下c。：FeSi…B多晶样品的XRD谱 样品成分 ：Co2FeSi一B ( =0，0．05，0．10， 由图 1可看 出，CoFeSi的特征 峰有 (220)、 0．15，0．20，0．25)，各元素的纯度都为 99．99％。 (400)、(422)3个 ，为立方晶系。超晶格峰 (111)没 样品制备 ：电弧炉熔炼 。 有出现 ，说 明铁和硅之间的混乱 占位 比较高。从这 采用 x射线衍射 (XRD)对样 品结构和成分进 个角度来说 ，Co：FeSi并不是高度有序的 L2 结构。 行表征或测定 ，利用振动样品磁强计 (VSM)测量样 当用少量 的硼替代硅 时，硼含量 从 0．05增加 到 品宏观磁性 ，利用直流四探针法测量不同温度下的 0．10时，衍射峰与不掺杂硼的一样 ，说 明掺杂少量 电阻。 的硼并不改变合金 的晶体结构。继续增加硼含量 到0．15、0．20、0．25时 ，样 品中出现了大量的杂峰 ， 2 试验结果与分析 说明样品不再是立方结构。 2．1 B掺杂对 Co：FeSi晶体结构的影响 根据图1，由布拉格公式可以计算 出 ：0时，