第一性原理研究MgZn2相的电子结构及磁性质

摘要：

运用密度泛函理论的第一性原理计算分析了MgZn2相的电子结构及相关磁性质.能带结构和态密度分析表明Zn4s和Zn4p轨道、Mg3s和Mg3p轨道分别发生sp态杂化,然后杂化态之间相互作用而形成Zn-Mg键;Mulliken布居分布计算显示:Zn1-Mg(Zn1是处于晶格边缘的Zn原子)和Zn2-Mg(Zn2是处于晶格内部的Zn原子)电子云重叠布居数接近0,电子密度分析显示Zn-Mg之间电子密度分布具有明显的定域性.结合上述结果与Zn、Mg原子的电负性差异,确定Zn-Mg键为极性共价键.分态密度(PDOS)分析显示,Zn1-Mg键和Zn2-Mg键的差异主要表现在Zn24s轨道在-10～-6 eV区域对成键的贡献度高于Zn14s轨道,而Zn14s轨道在2～5 eV区域对成键的贡献度高于Zn24s轨道.进一步对MgZn2的积分自旋态密度和磁矩计算表明:MgZn2磁性质表现为顺磁性,其磁性主要来源于Zn1-Mg键中的2个自旋相同的未配对电子;MgZn2的顺磁性特性将使Al-Zn-Mg-Cu(7×××系)高强铝合金产生磁致塑性效应.

关键词：MgZn2相、密度泛函理论、态密度、布居分布、磁性质、磁致塑性

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分类号：O641(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学基金51371091,51174099

在线出版日期：2015-12-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2143-2151