Polaron Coherence Condensation as the Mechanism for Colossal Magnetoresistance in Layered Manganites
双层锰氧化物La1.2Sr1.8Mn2O7的角分辨光电子能谱数据表明，在降低居里点以下的温度，一个连贯的极化金属基态出现非常迅速，定义明确的准粒子，跟踪非常好的电导率，符合宏观输运性质。我们的数据表明，导致绝缘体到金属的转变在La1.2Sr1.8Mn2O7的机制可以被看作是一个极化子相干凝聚过程与双交换相互作用。
2007-11-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Percolation and Colossal Magnetoresistance in Eu-based Hexaborides
当用Ca取代Eu时，居里温度$_6$随着磁性亚晶格的稀释度的增加而显著降低，并且对于$x$ $\leq$ 0.3完全被抑制。Ca的取代导致整个Eu $_x$ Ca $_{1-x}$ B $_6$系列的电子性质的显著变化。$x$ $\approx$ 0.27的电子显微镜数据表明相分离成5至10 nm直径的富Eu和富Ca簇，导致电输运性质中的双折射型现象。相关临界浓度$x_p$约为0.3。对于$x$ $\approx$ 0.27，我们观察到巨大的负磁阻效应在低温下，类似的幅度为锰氧化物。
2004-04-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Low temperature dynamic polaron liquid in a manganite exhibiting colossal magnetoresistance
本研究针对量子材料中极化子在金属-绝缘体转变中的演化问题，利用RIXS观测庞磁电阻双层锰氧化物的电子-晶格耦合变化，结合理论证明低温金属相存在动力学极化子液体基态。
2024-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Possible magnetic-polaron-switched positive and negative magnetoresistance in the GdSi single crystal
磁电阻（MR）的可能的技术应用引起了极大的关注。理解磁在操纵MR中的作用，反过来可以引导寻找新的适用MR材料。在这里，我们表明，反铁磁（AFM）GdSi金属显示各向异性的正MR值（PMRV），高达$\sim$ 415%，伴随着一个大的负热体积膨胀（NTVE）。在$T_\text{N}$附近，PMRV转换为负值，降至$\sim$-10.5%。他们打破理论的磁场依赖性[PMRV：主要是线性的;负MR值（NMRV）：二次的]和不寻常的NTVE表明，PMRV是由5个$d$带中磁极化子的形成引起的，而NMRV可能是由于磁场对准的局部4个$f$自旋导致的电子自旋散射减弱。我们的研究结果可能开辟了一条新的途径，寻找巨大的MR材料，通过抑制AFM转变温度，相反的情况下，在锰氧化物，并提供了一个有前途的方法，以新颖的磁性和电气设备。
2015-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of Colossal Magnetoresistance in Doped Manganites
极化子载流子与局域自旋的交换相互作用导致掺杂电荷转移绝缘体中强电子-声子耦合的铁磁/顺磁转变。交换和电子-声子相互作用的相对强度决定了跃迁是一级还是二级。在过渡期间，由于顺磁相中形成了局部束缚对（双极化子），载流子数量会大幅下降，这对外部磁场非常敏感。在转变的临界温度$T_c$以下，极化子结合成不动的对与极化子之间的铁磁交换和Mn离子上的局域自旋竞争，这往往会使极化子磁矩对齐，因此，破坏这些对。载流子的数量在低于$T_c$时突然增加，导致电阻率突然下降。我们发现，载流子密度崩塌描述了掺杂锰氧化物的庞磁电阻接近过渡。在$T_c$以下，通过极化电子隧穿发生输运，而在高温下，通过跳跃过程进行输运。正如实验观察到的那样，这种转变伴随着比热的峰值。隧道光谱中的带隙特征与双极化子结合能有关，而双极化子结合能取决于离子质量。这种依赖性解释了$^{18}$ O取代$^{16}$ O后磁化强度和电阻率的巨大同位素效应。它还表明，局域化的极化载流子的无序{ \em不能}解释所观察到的巨大的敏感性的输运性质的磁场在掺杂锰氧化物。
1998-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Origin of Organic Magnetoresistance Using Time-Domain Magnetic Spectroscopy
Ariel University（阿里埃尔大学）；Holon Institute of Technology（霍隆理工学院）
本研究通过时域磁谱学首次揭示了有机磁电阻的起源是极子的拉比振荡，而非双极子形成或单重态-三重态转换，并测量了导电聚合物中的有效极子质量。
2025-12-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Investigation on organic magnetoconductance based on polaron-bipolaron transition
我们基于与磁场相关的双极化子的形成来探讨有机半导体器件中的磁电阻效应。通过建立一组动力学方程，给出了自旋平行、自旋反平行极化子对和双极化子之间的跃迁。跃迁速率受外加磁场和氢核超精细相互作用的调节。在量子力学的框架下讨论和处理超精细相互作用。通过假设极化子和双极化子的迁移率不同，我们得到了有机半导体器件中的MC。理论计算与实验数据吻合较好。预测在适当的双极化子分支比处出现最大的MC。我们的研究揭示了超精细相互作用在有机磁效应中的重要作用。
2012-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Composite Polarons in Ferromagnetic Narrow-band Metallic Manganese Oxides
提出了一种新的机制来解释庞磁电阻效应及相关现象。在铁磁窄带锰氧化物中，运动的电子伴随着Jahn-Teller声子云和自旋波云可以形成复合极化子。本文研究了这种复合极化子的基态和有限温度性质。利用变分方法，证明了零温下系统的能量随着复合极化子的形成而降低，有限温度下复合极化子的能谱和有效质量被温度和磁场强重整化.结果表明，复合极化子对铁磁窄带金属锰氧化物的输运和热力学性质有重要贡献。
1998-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Influence of sintering temperature on resistivity, magnetoresistance and thermopower of La0.67Ca0.33MnO3
对La0.67Ca0.33MnO3锰氧化物进行了系统的研究，主要是为了了解不同晶粒尺寸（纳米范围）对电阻率、磁化率和热电势的影响。这些材料是通过溶胶-凝胶法在800至1100摄氏度之间的四个不同温度下烧结制备的。通过X射线衍射对样品进行表征，并使用Rietveld精修对数据进行分析。发现金属-绝缘体转变温度（TP）随着烧结温度的增加而增加，而磁性转变温度（TC）降低。在低温（T < TP）下的电阻率和热电势数据通过考虑各种散射现象进行了分析，而在高温（T > TP）下的数据则通过Mott的小极化子跳跃导电机制进行了分析。PACS代码：73.50.Lw、75.47.Gk、75.47.Lx
2008-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistances observed by decomposition of the magnetic moment in La1-xCaxMnO3 films
用van der Pauw方法在$_{1-x}$-$_{x}$薄膜中观察到铁磁相和半导体相，铁磁相的特征是电子载流子和高温巨磁电阻（HTCMR），而半导体相的特征是空穴载流子和低温巨磁电阻（LTCMR）. LTCMR比HTCMR对磁场更敏感。在铁磁相的薄膜在两个维度上的各向异性矩，剩余电阻率的顺序为10 $^{-8} \~Ωm$被观察到高达100 K，并与温度呈指数增加到$T_c$和磁场以上1特斯拉（正磁阻）。发现$T_c$下方的铁磁相处于极化子态，极化子移动导电，在$T_c$附近载流子密度下降。对于四探针法测量的电阻与线电极，低温信息的HTCMR没有透露。范德堡法是一种比四探针法更有效的磁性材料电阻测量方法。
2002-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic and Electrical Properties of Ordered 112-type Perovskite LnBaCoMnO5+δ(Ln = Nd, Eu)
对LnBaCoMnO_（5 +δ）（Ln = Nd，Eu）型缺氧112型有序氧化物的研究表明，与LnBaCo_（2 O）_（5 +δ）型钴酸盐相比，它们在低温下具有某些不寻常的磁性。我们观察到锰取代钴抑制了铁磁态，并诱导了强的反铁磁相互作用。重要的是，NdBaCoMnO5.9描绘了一个明确的顺磁反铁磁型转变约220 K，而EuBaCoMnO5.7观察到一个不寻常的磁性行为低于177 K，其中包括嵌入在反铁磁矩阵的铁磁区域。Co/Mn的两种晶位及其混合价态的存在有利于铁磁相互作用，而反铁磁性则来源于Co ~（3+）-O-Co ~（3+）和Mn ~（4+）-O-Mn ~（4+）相互作用。与母体化合物不同，本Mn取代相在75- 400 K温度范围内不表现出显著的磁电阻效应。
2010-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen doping and polaron magnetic coupling in Alq$_3$ films
对有机自旋阀器件性能的物理基础的理解仍然是不完整的。根据最近的一些模型，自旋输运发生在有机半导体基本带隙内的杂质带中。这似乎被最近用La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$ /Alq $_3$ /AlO $_x$ /Co器件进行的实验所证实。报道的结果表明，在Alq $_3$间隔层中的磁阻和可变氧掺杂之间可能存在相关性。本文通过第一性原理计算研究了Alq $_3$薄膜中O $_2$分子和离子的电子和磁性，以确定氧在La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$ /Alq $_3$ /AlO $_x$ /Co器件中是否对自旋输运起重要作用.结论是它没有。事实上，我们表明，O $_2$分子不形成杂质带，它们之间没有磁相互作用。相反，我们认为自旋输运可能是通过Alq $_3^-$离子之间的直接交换耦合实现的。
2021-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Suppression of charge-ordering and appearance of magnetoresistance in a spin-cluster glass manganite La0.3Ca0.7Mn0.8Cr0.2O3
研究了用溶胶-凝胶法制备的电子掺杂锰氧化物La0.3Ca0.7Mn0.8Cr0.2O3和La0.3Ca0.7Mn0.8Cr0.2O3多晶样品在5 ~ 300 K温度和0 ~ 5 T磁场下的磁性。在260 K的转变，归因于在La0.3Ca0.7MnO3的电荷有序，是完全抑制在Cr取代的样品，而在较低的温度下观察到的外观的磁不可逆性的剩磁的发生。这些功能表明，铁磁团簇共存的反铁磁相的La 0.3Ca 0.7MnO 3或自旋团簇玻璃相的La 0.3Ca 0.7Mn 0.8Cr 0.2O3在最低温度。在120 K < T < 300 K时，Cr掺杂样品的电阻率与温度的指数关系符合小极化子跳跃模型，而在T < 120 K时，电阻率与温度的指数关系符合Mott跳跃模型。虽然母体化合物La 0.3Ca 0.7Mn O3已知不显示磁电阻，但在低于120 K的温度下，在La 0.3Ca 0.7Mn 0.8Cr 0.2O3样品中观察到大的负磁电阻。CMR的出现归因于自旋团簇之间和/或铁磁畴之间的自旋相关跳跃。
2003-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Microscopic probe of magnetic polarons in antiferromagnetic Eu$_{5}$In$_{2}$Sb$_{6}$
巨磁电阻（CMR）出现在纠缠的自旋和电荷自由度的铁磁团簇的形式，也被称为捕获的磁极化子。因此，在反铁磁材料中很少观察到CMR。本文用电子自旋共振（ESR）方法研究了反铁磁Eu $_{5}$ In $_{2}$ Sb $_{6}$中磁极化子的形成.首先，我们观察到减少的Eu $^{2+}$ ESR线宽作为所施加的磁场的函数与反铁磁耦合的铁磁簇一致。此外，Eu $^{2+}$的线形在T' ~ 200 K以下发生明显变化，T' ~ 200 K的温度范围与CMR的开始相一致.这两种效应的结合提供了强有力的证据，证明磁极化子的尺寸在T'以下增长，并开始影响系统的宏观性质。
2022-01-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large Magnetoresistance and Spin-Polarized Heavy-Mass Electron State in a Doped Valence Bond Solid (Ti1-xVx)2O3
在掺杂价键固体（Ti 1-xVx）2 O 3中实现了重质量电子态。在该系统中，巡游孔介导的主要是铁磁RKKY相互作用之间的本地磁矩，并成为容易自旋极化下的磁场，同时表现出大的负磁阻。尽管载流子之间存在铁磁相互作用，但它们的有效质量比通常的杂质半导体大1 ~ 2个数量级。这种强烈的质量重整化是由于极化子形成的钛二聚体，自旋单重态最初形成。电子比热系数的掺杂依赖性意味着二聚体晶格涨落或软化是负责增强的电子-声子相互作用。
2011-02-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large polaron evolution in anatase TiO2 due to carrier and temperature dependence of electron-phonon coupling
在考虑各种极化效应的情况下，分析了还原型TiO 2外延薄膜的电子输运和磁输运性质。出乎意料的是，随着载流子浓度的增加，迁移率增加，这在普通金属系统中很少发生。我们发现，屏蔽的电子-声子（e-ph）耦合的过剩载流子是必要的，以解释这种不寻常的依赖性。我们还发现，磁电阻（MR）可以分解成一个线性和二次分量，分别表征作为温度的函数的载流子的输运和陷阱行为。各种输运行为可以组织成一个单一的相图，阐明了大极化子在这种材料中的性质。
2023-03-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-related magnetoresistance of n-type ZnO:Al and Zn_{1-x}Mn_{x}O:Al thin films
自旋-轨道耦合和s-d交换相互作用的影响进行了探讨，以50 mK的ZnO和Zn_{1-x} Mn_{x} O与x = 3和7%的磁阻测量。通过激光烧蚀获得薄膜，并掺杂Al至电子浓度~10^{20} cm^{-3}。用弱局域化理论定量描述ZnO：Al的实验数据，确定了纤锌矿结构kp哈密顿量的耦合常数λ so =（4.4 ± 0.4）× 10^{-11} eVcm，H_{so} = λ so *c（s × k）.利用自旋分裂和磁极化子的形成对无序修饰的电子-电子相互作用的影响解释了Zn_{1-x} Mn_{x} O：Al的复杂的大磁电阻效应.建议提出的模型解释了最近在许多磁性氧化物系统中观察到的磁阻的起源。
2005-02-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Electron transport and thermoelectric properties of layered perovskite LaBaCo2O5.5
本文用电阻、磁阻、电阻和热电测量方法研究了层状112型钴酸盐LaBaCo_2O_（5.5）的系统输运性质。为了理解LaBaCo2O5.5的复杂导电机制，使用不同的理论模型分析了输运数据。该系统在326 K附近出现了类超导-半导体转变（TSC），对应于铁磁转变，在低温区电阻率数据符合Motts变程跳跃模型。有趣的是，在室温附近和低于室温时，该化合物表现出明显的电致和磁致电阻行为变化，后者在磁相界附近值得注意。热电势S（T）的温度依赖性在60- 320 K范围内表现为p型极化电导，并在120 K时达到最大值303 uV/K。在低温AFM区域中，通常在钴酸盐系列LnBaCo2O5.5（Ln =稀土）中观察到的不寻常的S（T）行为由如先前针对钙钛矿锰氧化物所描述的电子磁振子散射机制来解释。
2008-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Two types of colossal magnetoresistance with distinct mechanisms in Eu5In2As6
本研究在反铁磁半导体Eu5In2As6中同时发现峰型和上翘型两种巨磁电阻，分别归因于磁极化子渗流和电荷有序熔化，并提出统一机制框架。
2024-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Glassy dielectric anomaly and negative magneto-capacitance effect in electron-doped Ca$_{1-x}$Sr$_x$Mn$_{0.85}$Sb$_{0.15}$O$_3$
锰氧化物表现出各种类型的电子现象，并且这些电子特性可以通过载流子掺杂来控制。本文报道了电子掺杂锰氧化物Ca $_{1-x}$ Sr $_x$ Mn $_{0.85}$ Sb $_{0.15}$ O $_3$（$x$ = 0，0.1，0.2和0.3）的介电和磁性。的介电常数的实部的温度依赖性表现出一个广泛的和大的峰值略低于磁化的扭结温度和急剧下降，在较低的温度下，伴随着异常的虚部。此外，等价Sr取代使介电峰的温度提高了50 K以上。有趣的是，介电峰表现出负磁场效应。对于所有测量的样品，低温下的介电常数的变化可以定性地解释的麦克斯韦-瓦格纳（MW）模型的基础上，描述了一个系统，由晶界和半导体晶粒。然而，所观察到的峰值及其在高温下的负磁电容效应不能通过MW模型和磁阻效应的组合来再现。介电峰强烈表明在本系统中的极化子弛豫。这些结果表明，极化子形成具有偶极有序和磁电耦合的团簇，这可能与电荷有序方案一致。
2020-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Large lattice distortions associated with the magnetic transition in La0.7Sr0.3MnO3
巨磁电阻（CMR）与从金属铁磁相到绝缘顺磁相的相变有关，这可以通过施加磁场来控制。绝缘相的出现是由于极化子晶格畸变对载流子的捕获，这提高了电阻率。基于局部物理学的理论预测，在Tc处的电阻率跳跃的幅度由这些畸变的幅度在相变处平均增加多少来确定。利用中子散射，我们测量的平均畸变振幅在La 0.7Sr 0.3MnO 3。令人惊讶的是，它从低于Tc到高于Tc的增加与其他锰氧化物一样大，这些锰氧化物具有更大的电阻率跳跃。这一结果表明，CMR的强度不是由扭曲的大小决定的，而是由每种化合物特有的合作性质决定的。现有的理论需要扩展到包括不同的晶胞之间的相关性来解释和预测CMR的强度。
2013-09-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Review on magnetic and related properties of RTX compounds
RTX（R=稀土，T= 3d/4d/5d，过渡金属如Sc、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ru、Rh、Pd、Ag、Os、Ir、Pt、Au，X= p区元素如Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、As、Sb、Bi）系列是一个庞大的金属间化合物家族。这些化合物根据成分以不同的晶体结构结晶。虽然这些化合物已经知道了很长一段时间，但最近由于其中许多化合物显示出大的磁热效应（MCE）和磁电阻（MR）而引起了人们的注意。这些化合物中的大多数以六方和四方晶体结构结晶。其中一些晶体结构随退火温度的变化而发生变化，而少数晶体在顺磁区发生等结构转变。它们的磁有序温度从非常低的温度到远高于室温（~510 K）的温度变化。根据晶体结构，它们显示出各种磁和电特性。这些化合物已经通过各种技术/测量手段进行了表征，例如X射线衍射、中子衍射、磁性、热容、磁热性质、电阻率、磁阻、热电功率、热膨胀、霍尔效应、光学性质、XPS、穆斯堡尔谱、ESR、μSR、NMR、NQR等。还报道了晶体场相互作用和交换相互作用。这一系列化合物的有趣之处在于它们表现出多种物理性质，如近藤效应、重费米子行为、自旋玻璃态、中间价态、超导性、多重磁跃迁、变磁性、大MCE、大正负MR、自旋轨道补偿、磁极化子行为、赝能隙效应等。
2014-08-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
