应用具有100%自旋极化率的注入材料,可以非常有效的提高自旋注入效率。Heusler合金由于具有高度有序的晶体结构,同时,具有100%自旋极化率及高居里转变温度而成为自旋电子学器件的优良候选材料。到目前为止,研究者已经对Heusler合金进行了一系列理论和实验研究,发现了一千多种半金属材料。这些研究成果揭示了Heusler合金含有丰富的物理性质,几乎所有自旋电子学材料功能都可以在Heusler合金家族中发现。目前,研究者对Sc基化合物的研究还不是很全面,因此本工作以其为对象,对其晶体结构、电子结构以及磁性质等物理特性进行了系统的研究,并在此基础上开发了一种四元等比Heusler合金,主要研究内容如下:首先,系统研究了171种Sc₂YZ合金原子占位。根据原子占位规则（SPR）,Sc基Full-Heusler（FH）合金应形成XA结构,因为具有较少价电子的过渡金属元素Sc倾向于占据A（0,0,0）位和B（0.25,0.25,0.25）,然而计算结果违反了这一规则。其次,研究了Sc基FH合金Sc₂VGe,基于第一性原理计算对其XA和L21型结构进行了比较。根据计算得到的能带结构,研究了这两种结构的电子结构及其物理性质。计算了分析了XA型结构的磁性,研究了均匀应变和四方晶格畸变对XA型Sc₂VGe物性的影响。结果表明,其XA结构半金属性质相当稳定。最后,研究了四元等比FH合金ScFeRhP,需要提及的是目前四元等比FH类型合金的研究报道相对较少。对其晶体结构、能带结构、能隙起源、态密度和磁性进行了计算分析。此外,重点研究了施加均匀应变后,该化合物的物理性质的变化。结果表明,随晶格常数的变化其表现出丰富的物理性质转变。图24幅;表5个;参121篇。