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本網(wǎng)訊（材料科學(xué)與工程學(xué)院）作為量子材料中典型的量子效應(yīng)之一，線性磁電阻的起因一直以來(lái)被學(xué)者關(guān)注。近日，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院鄭仁奎教授及其合作者，首次在雙鈣鈦礦氧化物中發(fā)現(xiàn)線性巨磁電阻效應(yīng)。

圖1(a) Sr2CrMoO6的晶體結(jié)構(gòu);(b) Sr2CrMoO6的自旋分辨總態(tài)密度，其中費(fèi)米面是完全自旋極化;(c) Sr2CrMoO6薄膜的X射線衍射圖譜;(d) Sr2CrMoO6薄膜的磁性; (e) 在Sr2CrMoO6薄膜中發(fā)現(xiàn)的線性巨磁電阻現(xiàn)象。

有別于正常金屬或半導(dǎo)體的電阻隨磁場(chǎng)二次方變化的行為，線性磁電阻（linear magnetoresistance, LMR）描述了材料中的電阻隨外加磁場(chǎng)線性變化的現(xiàn)象。在歷來(lái)研究中，線性巨磁電阻常見于高度無(wú)序的半導(dǎo)體材料、拓?fù)浣^緣體材料或者狄拉克/外爾半金屬材料。此次研究者首次在半金屬Sr2CrMoO6薄膜中觀測(cè)到了線性巨磁電阻現(xiàn)象，將線性磁電阻體系擴(kuò)展到亞鐵磁半金屬氧化物材料。研究團(tuán)隊(duì)通過電輸運(yùn)、磁性以及第一性原理計(jì)算對(duì)線性磁電阻起因做了預(yù)測(cè)：對(duì)超高遷移率的薄膜材料施加磁場(chǎng)，自旋極化的載流子將以繞磁感應(yīng)線的回旋運(yùn)動(dòng)為主，沿電場(chǎng)方向的漂移運(yùn)動(dòng)為輔，在載流子回旋軌道與磁疇壁發(fā)生相互作用時(shí)，回旋軌道會(huì)繞磁疇漂移，形成線性磁電阻現(xiàn)象。此外，Sr2CrMoO6薄膜特殊的半金屬能帶結(jié)構(gòu)及其在低溫下的超高遷移率使其在低損耗自旋注入材料中有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

研究成果以 Giant linear magnetoresistance in half-metallic Sr2CrMoO6 thin films ”（半金屬Sr2CrMoO6薄膜中的線性巨磁電阻）為題在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊 npj Quantum Materials （《量子材料》）上發(fā)表。《量子材料》是一本關(guān)注包括拓?fù)洳牧稀⒊瑢?dǎo)材料以及材料中電子關(guān)聯(lián)現(xiàn)象和量子現(xiàn)象的期刊，是拓?fù)浜土孔游锢眍I(lǐng)域最具影響力的期刊之一。鄭仁奎教授的碩士研究生王昭才為該論文的第一作者。該論文得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和南昌大學(xué)一流學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目的支持。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41535-021-00354-1

編    輯：涂金鳳

責(zé)任編輯：許  航