Kagome半金属Co3In2S2中场诱导的蝴蝶状各向异性磁阻
日期：
2024-10-11
浏览次数:
36
由于存在多种自旋、轨道自由度以及具有平带、范霍夫奇点和狄拉克点等新奇的电子结构，kagome晶格材料为研究量子态、电子序及其强关联性提供了丰富的实验平台，已成为凝聚态物理研究的热点之一。而磁性kagome半金属展现了诸如贝利曲率诱导的大反常霍尔效应、自旋轨道极化子、手性异常、反常能斯特效应等丰富的奇异特性，同时理论预测其在二维极限下可能会出现量子反常霍尔效应。其中非共线反铁磁kagome半金属在外磁场作用下往往会展现出独特的现象，有望成为实现非共线/非共面自旋阻挫反铁磁态甚至量子自旋液体的候选者，从而为自旋电子学器件的应用提供了更多可能性。近期，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心纳米物理与器件实验室的杨海涛研究组与高鸿钧研究组和钢铁研究总院的何峻团队合作，发展出一种制备高质量kagome半金属单晶的化学气相输运方法，成功制备出一种新的反铁磁kgome半金属Co3In2S2单晶，STM和STEM对其原子排布的表征表明晶体具有高的晶体质量。他们利用超导量子干涉仪对Co3In2S2单晶样品的磁性进行了测试，温度依赖的磁化曲线在低温下呈现出反铁磁跃迁行为。随外加磁场的增大，Co3In2S2单晶呈现出弱铁磁态，可归因于Co3In2S2具有倾斜的反铁磁结构，其中kagome平面内的Co原子磁矩沿c轴呈非共线排列。高质量Co3In2S2单晶也展现出优异的电输运特性，剩余电阻率比值（RRR）高达1638，低温磁阻行为表现出强的面外各向异性，最大磁阻可达1100%，而载流子迁移率高达104 cm2V-1s-1。同时在Co3In2S2单晶中还观察到平面霍尔效应（PHE），由于未观察到负磁阻效应，可排除手性异常的影响，分析认为PHE主要来源于铁磁性和轨道磁阻的复杂相互作用。尤为显著的是，随着磁场的增加，Co3In2S2单晶在低温下出现磁场诱导的类蝴蝶状的反常各项异性磁阻（AMR）效应，其最大值达850%，深入分析表明是两倍、四倍和六倍AMR信号的叠加。且随磁场的继续增大，高阶的信号占比逐渐增强，而随温度变化的AMR结果表明，高阶信号占比随温度升高而逐渐减弱，二阶信号占比逐渐增强。DFT计算显示穿过费米能级的四条能带分别展现出双重对称和六重对称的费米表面，表明该磁场诱导的蝴蝶状AMR效应可能源于磁矩对费米能级附近的电子结构调制。该研究基于新的反铁磁kgome半金属Co3In2S2单晶，观察到磁场诱导的蝴蝶状AMR效应并给出了相应的微观解释，有望促进磁性kagome半金属在电子学和自旋电子学器件中的应用。相关研究成果以“Field-induced butterfly-like anisotropic magnetoresistance in a kagome semimetal Co3In2S2 ”为题，于2024年9月3日在线发表于Advanced Functional Materials，纳米物理与器件实验室联合培养博士生吕森浩与郭辉副研究员为共同第一作者，杨海涛研究员、何峻教授为共同通讯作者，理论计算工作由纳米物理与器件实验室室杜世萱研究组的潘金波副研究员等完成。该工作受到了科技部、国家自然科学基金、中国科学院的支持。文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202412876
Hot News
/
相关推荐
2025
-
04
-
02
点击次数:
3
来源：北京大学化学与分子工程学院《自然》杂志2月12日刊发了一项颠覆性催化技术突破：北京大学马丁教授团队与中国科学院大学周武教授团队合作，成功开发出全球首例兼具超高活性与超长稳定性的甲醇-水重整制氢催化剂。该研究通过独创的稀土氧化物"纳米防护盾"技术，将铂基催化剂的持续工作时间提升至1000小时以上，催化转化数(TON)突破1500万次大关，为氢能规模化应用扫除关键障碍。研究团...
2025
-
04
-
02
点击次数:
3
来源：能源学人南京大学唐少春教授团队研究发现，通过精准调控原子掺杂二维稀土氧化物能实现超高活性和稳定性的催化剂，特别有趣的是，A位掺杂LaFeO3催化活性（B-LaFeO3）明显优于B位掺杂（A-LaFeO3）。团队利用自主研发的自模板策略，制备出高比表面积和可控原子掺杂的介孔钙钛矿结构氧化物纳米片（MPONs）。当稀土元素铕（Europium, Eu）掺杂LaFeO3的MPONs用作析氧反应（O...
2025
-
04
-
01
点击次数:
24
来源：厦门大学固体氧化物电池作为高效的能源转换设备，在可持续能源体系中扮演着重要角色。然而，传统钙钛矿型空气电极面临着活性有限、稳定性差和电化学性能衰减快等挑战，限制了其广泛应用。近日，能源学院孙毅飞副教授团队与利物浦大学屠昕教授、科廷大学邵宗平教授合作，在国际顶级期刊Nature Communications上发表了题为"Co-expression of multi-genes for...
2025
-
04
-
01
点击次数:
23
来源：自然资源部据Mining.com网站报道，塔隆金属公司（Talon Metals Corp）在美国明尼苏达州的塔马拉克（Tamarack）镍矿取得一个块状硫化物发现，可能使得现有铜镍钴资源量大幅增长。26日，公司在公告中称，已经把新的钻探结果用于资源量更新，为支撑环境许可申请，准备完成一项可行性研究。工作过程中，勘探团队对以前的一个钻孔进行了检查，该孔在707.75米深处见到明显矿化，见矿8...