新型半金属材料的第一性原理研究

半金属材料的一个重要特征为具有高达100%的传导电子极化率。半金属材料是一种具有极大的应用潜能的自旋电子学材料。目前虽然理论上预测了很多半金属材料，但实验发现大部分这些材料的自旋极化率并不高或它们在室温下的自旋极化率都非常低。本项目基于"提高半金属材料的稳定性和使用温度"这一重难点问题，选择一些新型的具有应用前景的半金属材料为研究对象，考虑实际样品中的表面、缺陷、杂质等对其半金属性和居里温度的影响，并分析其影响机理，最终找到一些具有较强的抗杂质、抗缺陷、抗热干扰性能和较高居里温度的半金属材料。然后分析这些材料的晶格结构、电子结构和原子特征等，在此基础上设计一些新型的半金属材料，并通过基于密度泛函理论的第一性原理计算分析它们的半金属性、电荷分布、磁矩等磁电性能，再利用相关理论分析这些材料磁电特性的微观机理。