四面体Heusler化合物的弹性与稳定性关键研究：相变与L21结构

本篇论文深入探讨了四方Heusler化合物的弹性性质和稳定性，特别关注了相变和立方不稳定性。研究使用了高精度的全电位线性化增强平面波（FPLAPW）方法来计算弹性常数，这是一种在材料科学中广泛应用的计算手段，能提供精确的晶格参数和力学特性。 作者首先关注了计算弹性常数的准确性标准，通过对比不同k点和平面波数量对结果的影响，确保了数值模拟的收敛性。这对于理解实验测量中的误差来源以及优化计算策略至关重要。研究发现，随着k点和平面波增多，弹性常数的计算趋于稳定，这表明精细的网格选择对得到可靠结果是必要的。 弹性性质分析揭示了Heusler化合物如Ni2MnGa的金属键特征，其延展性介于脆性和延性之间，显示出良好的机械性能。此外，通过虚拟晶体近似（VCA）处理了化学计量失调对机械性能的影响，发现Ni2MnGa中各向异性显著，特别是立方相下各向异性高达约28，这可能与其违反了Born-Huang稳定性标准有关。立方Rh2FeSn的表现则提示了相变可能带来的不稳定行为。 四方Heusler化合物的体积模量变化相对较小，大约在130到190 GPa之间，而其他弹性模量的平均值相近。然而，弹性各向异性差异显著，这在杨氏模量的空间分布中体现得尤为明显。这意味着不同的化合物在不同方向上的物理性能存在显著差异，这对于设计具有特定性能特性的新型材料至关重要。 这项工作提供了关于四方Heusler化合物弹性性质的详尽数据，包括声速、德拜温度、延展性等，这些信息对于理解它们的热力学行为、相变动力学以及潜在的实际应用具有重要意义。同时，对立方不稳定的探讨也为后续的材料设计和优化提供了重要的理论依据。这篇研究发表在《现代物理学》期刊上，对推动Heusler合金领域的理论研究和技术发展具有较高的学术价值。