第一性原理研究mgzn2相的电子结构及磁性质

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~-6ev区域对成键的贡献度高于zn14s轨道,而zn14s轨道在2~5ev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。