Heusler合金中拥有着丰富多彩的物理特性,并且展现出了庞大的应用前景,一直是国际上物理学界乃至材料学界研究的热点之一。Heusler型半金属材料的研究经久不衰,尤其是近两年的半Heusler型拓扑绝缘体的发现,吸引着越来越多的研究者投身其中。在如此背景下,本论文工作主要探索新的Heusler型半金属材料,研究它们的特性；通过第一性原理计算,模拟对拓扑绝缘体LaPtBi能带进行调节。 　　对具有DO3结构的Cr3Z (Z=Si,Ge,Sb)系列合金进行了研究,它们在各自的平衡晶格常数下均为半金属材料,并且磁矩与S-P法则保持了较好的一致性。在每种合金中,Cr(B)原子的磁矩最大且与 Cr(A) 和 Cr(C) 原子的磁矩呈反铁磁排列,是半金属性亚铁磁体。 　　运用第一性原理研究了V2YAl(Y=V,Cr, Mn, Fe, Co,Ni) 系列合金,其中除V3Al(DO3结构)外均形成Hg2CuTi结构；在基态下得到了三种半金属材料, V2FeAl 和 V2MnAl半金属带隙出现的位置和磁矩与传统的半金属不同,为“反常半金属”； V2CoAl是传统的半金属材料。将V2CrAl合金的晶格进行压缩可以诱导其成为反常半金属。 　　通过对反常半金属的磁性做具体的分析,发现这些半金属中半金属带隙位于t1u 和 t2g电子态之间,而不是出现在S-P法则所预言的在电子态eu 和 t1u之间。 　　对半Heusler合金LaPtBi进行了能带计算,发现在Γ点处二重简并的Γ6能带位于四重的Γ8能带下方,表现出了明显的反带结构；由于其晶格立方对称性的保护,两对Γ8能带并没有在费米能级处打开形成能隙。 　　模拟了等体积单轴(拉、压)应力对LaPtBi合金能带的影响。发现等体积单轴应力可以使得受保护的Γ8能带打开,其诱导打开体能隙(∆E)的大小随着应力的增大而呈现近似线性增大,并且压应力对于使得Γ8带隙打开的效率较同样大小的拉应力更高。当施加5%-8%的单轴压应力时,可以得到了预期的真正意义上的拓扑绝缘体。 　　基于实际生长材料的考虑,研究了于松弛体积下对LaPtBi合金施以单轴应力的情况,发现与之前的处理相比,松弛体积下的单轴应变系统具有更低的能量；并且此种处理也可以实现对LaPtBi合金的能带进行有规律调节。 　　讨论了化学掺杂的对半Heusler合金LaPtBi能带的影响。基于对选取的两个有代表性的掺杂体系能带的计算,发现化学掺杂可以诱导LaPtBi的体能隙打开；还验证了LaPtBi合金费米能级附近Γ点的能带主要由PtBi组成的闪锌矿子晶格决定的理论。