Huge anisotropic magneto-thermal switching in high-purity polycrystalline compensated metals
本文在高纯Pb多晶线中观察到巨大磁热开关效应，利用补偿金属磁阻实现热导率大幅抑制，为低温热管理及空间环境应用提供了新方案。
2025-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Negative longitudinal magnetoresistance as a sign of a possible chiral magnetic anomaly in the half-Heusler antiferromagnet DyPdBi
半Heusler反铁磁体DyPdBi的磁输运研究揭示了Weyl半金属的标志性特征：巨大的负纵向磁电阻和平面霍尔效应。这两种效应最近都与手性磁异常有关-外尔节点之间的轴向电荷泵。DyPdBi单晶的磁电阻（MR）非常显著。在纵向于电流方向的磁场中，其达到-80%，并且其相对于在横向场中测量的相对差（表示为各向异性磁阻）非常强：在10 K和14 T下为-60%。DyPdBi的平面霍尔效应对温度和磁场的非单调依赖性，这在以往的研究中还未见报道。我们将用样品中线上的电压接触测量的磁电阻与用其边缘上的接触测量的磁电阻进行比较，并表明电流喷射（各向异性负磁电阻的外部来源）的作用很小。我们讨论了化合物的性质和样品质量排除了弱局域化和手征磁异常以外的负和各向异性磁电阻的内在来源。
2019-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Feasible Nanometric Magnetoresistance Devices
通过环的电导对穿线磁通量敏感。它包含一个组件，是周期性的Aharonov-Bohm（AB）周期等于量子通量。在纳米尺度的分子/原子环中，环绕着非常小的区域，AB周期涉及不切实际的巨大磁场。我们发现，尽管如此，适度的磁场可以有很强的影响电导。通过控制的传导电子的寿命，通过一个预先选定的单一状态，以及从其他国家分开，由于量子限制效应，我们证明了磁场可比一特斯拉可以用来切换纳米AB设备。使用原子电子结构计算，我们表明，对于由一价金属原子组成的环（量子珊瑚），可以预期这种效应。我们的研究结果表明，未来的纳米磁阻器件的制造是可行的。
2004-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Voltage and Temperature Dependence of High-Field Magnetoresistance in Arrays of Magnetic Nanoparticles
最近报道了在库仑阻塞制度下，嵌入有机绝缘晶格中的CoFe纳米颗粒的大阵列中的巨大的高场磁电阻值。一个不寻常的指数下降的磁阻随着电压的增加，以及一个特性缩放的磁阻幅度与场温比。我们提出了一个模型，它考虑到顺磁性杂质对系统的输运性质的影响来描述这些功能。假设纳米颗粒内部的核自旋与顺磁杂质之间的非共线性可以通过有效的隧道势垒来建模，隧道势垒的高度取决于两种自旋的磁化之间的相对角度。研究了杂质的磁矩、有效隧道势垒的高度和厚度以及偏置电压对磁输运特性的影响。该模型使我们能够再现所观察到的大的磁阻幅度和它的强电压依赖性，与现实的参数。
2008-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Diamagnetic Effects, Spin Dependent Fermi Surfaces, and the Giant Magnetoresistance in Metallic Multilayers
我们研究了抗磁效应对金属磁性多层膜输运性质的作用，以阐明它们是否可以解释在这些系统中观察到的巨磁电阻效应。考虑到层状铁磁体中的现实费米表面拓扑结构，不同类型的轨道取决于电子自旋的可能性。这两种配置，磁性层之间的铁磁和反铁磁耦合，被认为是在界面边界处的散射的透射系数建模，包括磁性和粗糙度的贡献。我们假设散射过程中保存的电子自旋，由于大的自旋扩散长度在多层样品。间隔物的散射以类似于磁“击穿”现象的方式混合了不同的轨道拓扑结构。对于反铁磁耦合，多数和少数自旋从一个磁性层到下一个磁性层互换。回旋加速器的轨道也在相反的方向上运行，产生类似补偿的效应，产生巨大的GMR，特别是对于封闭的轨道。对于开放的轨道，人们可以得到沿特定方向的“逆”磁阻效应。
1998-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Giant tunnel magnetoresistance with a single magnetic phase-transition electrode
采用第一性原理计算研究了单磁电极的磁相变隧道磁电阻效应。计算结果表明，当FeRh的磁性结构由G型反铁磁（GAFM）转变为铁磁时，FeRh/MgO/Cu隧道结的MPT-TMR可高达数百%.这种新型的MPT-TMR由于其巨大的磁电阻效应和类似的结构简单性，可能优于隧道各向异性磁电阻。巨MPT-TMR的主要机制可以归结为在GAFM-FeRh/MgO界面处形成界面共振态。一个直接的FeRh/MgO界面被发现是必要的，以实现高MPT-TMR实验。此外，我们发现FeRh/MgO界面具有铁磁相FeRh，由于大多数传输可以忽略不计以及两个自旋通道的费米表面显着不同，因此具有几乎完全的自旋极化。因此，它可以充当高效且可调谐的自旋注入器。此外，基于FeRh的异磁纳米结构的电场驱动的MPT可以用于设计各种能量有效的隧道结结构和相应的低功耗器件。我们的研究结果将促进对MPT-TMR和其他有趣的FeRh基隧道结现象的进一步实验研究，这些现象在反铁磁自旋电子学中可能是有前途的。
2018-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Stress deformations and structural quenching in Sm0.5Ca0.5MnO3 thin films allow a huge decrease of the charge order melting magnetic field
采用脉冲激光沉积技术在（100）-SrTiO 3和（100）-LaAlO 3衬底上制备了具有电荷有序（CO）特性和庞磁电阻效应的Sm 0. 5Ca 0. 5 MnO 3薄膜。我们首先比较了作为基板和膜厚度的函数的结构修改。其次，测量了在高达24 T的磁场中的输运性质，建立了描述CO态稳定性的温度场相图，并将其与体材料进行了比较。我们发现，一些结构修改引起的基板发生和CO熔化磁场大大降低。此外，随着温度的降低，没有观察到晶格参数的修改。然后，我们提出了一个解释的基础上淬火的薄膜，采用面内晶格参数的基板，从而防止在低温下的CO状态的完全生长的单位电池。
2005-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Field-Free Giant Magnetoresistance in a Proximity- and Gate-Induced Graphene Spin Valve
由于其二维性质，石墨烯中的邻近效应和电场效应可以诱导铁磁性和电荷掺杂。利用这些功能，我们提出了一个电气工程自旋阀结合两个磁绝缘体（使用EuO，EuS，或YIG）和三个涂层门。两个顶栅用于消除这些磁体中的重电子掺杂，一个背栅用于利用正常或半金属铁磁体。我们证明，当第二顶栅被调谐到利用绝缘或自旋绝缘态时，EuO和YIG可以在高温下获得巨大的巨磁电阻（GMR）（几倍于68 K和100 K时的$10^5\%$）。这些结果意味着一个杰出的巨磁电阻，是磁性可调，垂直配置（铁磁性与绝缘），和磁场自由。我们的工作可能提供一个可行的路径，一个诱人的磁场自由自旋电子学。
2017-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Shubnikov-de Haas oscillations, weak antilocalization effect and large linear magnetoresistance in the putative topological superconductor LuPdBi
我们提出了半金属半Heusler相LuPdBi的单晶的电子输运和磁性，具有理论上预测的非平凡的拓扑性质所需的带反转。该化合物在低于临界温度$T_{\rm c}=1.8\,$ K时表现出超导性，具有零温度上临界场$B_{\rm c2}\approx2.3\,$ T。电阻率和磁化率数据虽然清楚地反映了超导状态，但比热却没有相应的异常。电阻率的温度依赖性表明存在两个平行的导电通道：金属和半导体，后者在低温下的贡献可以忽略不计。磁电阻是巨大的，清楚地表明在小磁场弱的反局域化效应。在约1.5T以上，磁阻变为线性，并且在高达9 T的磁场中不饱和。在室温下观察到线性磁电阻。在10 K以下，它伴随着Shubnikov-de Haas振荡。他们的分析揭示了有效质量为$0.06\,m_e$的电荷载流子和非常接近$π$的Berry相，这是Dirac费米子表面态的预期，从而证实了材料的拓扑性质。
2015-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetoresistance (MR) is a characteristic that the resistance of a substance changes with the external magnetic field, reflecting various physical origins and microstructures of the substance. A large MR, namely a huge response to a low external field, has always been a useful functional feature in industrial technology and a core goal pursued by physicists and materials scientists. Conventional large MR materials are mainly manganites, whose colossal MR (CMR) can be as high as -90%. The dominant mechanism is attributed to spin configuration aligned by the external field, which reduces magnet…
2021-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Influence of pressure on the magnetic behavior and the anomalous magnetoresistance in Tb5Si3
本文报道了具有Mn_5Si_3型六方晶结构的化合物Tb_5Si_3在磁有序态（<70 K）下，在临界磁场（H_cr）下，电阻率（ρ）随等温磁化强度（M）的变化而急剧增大。我们研究了外压（<15 kbar）和Ge取代Si引起的负化学压对M和ρ随温度（5-300 K）和磁场（<120 kOe）变化的影响，主要目的是了解场致异常。通过对5和20 K两个温度下的M值和磁电阻（MR）的研究，发现在外加化学压和负化学压下，ρ值的反常现象仍然存在，但H_cr值变化较大。Hcr的压力导数为负，这一趋势和在Hcr处的MR行为与某些Laves相巡回磁系统中观察到的类似。根据这一观察，我们推测在这个临界场引起的磁涨落可能是造成磁共振异常的原因
2009-12-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unusual field dependence of radio frequency magnetoimpedance in La0.67Ba0.33MnO3
在f = 0 ~ 30 MHz的宽频率范围内研究了La_（0.67）Ba_（0.33）MnO_3的交流磁阻和磁阻与磁场的关系。在H = 100 mT的小磁场中，在f = 15 MHz时，其交流磁阻高达55%，在2 MHz时，其磁阻高达80%.我们显示出明显的磁场依赖性的磁阻和磁电阻随频率的增加。它示出，而交流磁阻是负的，并显示出一个单一的峰值在所有的频率，除了f = 30 MHz的起源，在磁阻的单峰转变成一个谷在原点，同时双峰的发展。随着频率的增加，双峰的位置在场中增加。最终，磁阻的符号从负变为正。我们的研究结果表明，在不饱和锰氧化物中可能发生MHz范围内的铁磁共振。
2008-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Single-phase multiferroic materials are usually considered useless because of the weak magnetoelectric effects, low operating temperature, and small electric polarization induced by magnetic orders. As a result, current studies on applications of the magnetoelectric effects are mainly focusing on multiferroic heterostructures and composites. Here we report a room-temperature giant effect in response to external magnetic fields in single-phase multiferroics. A low magnetic field of 1000 Oe applied on the spin-driven multiferroic hexaferrites BaSrCo2Fe11AlO22 and Ba0.9Sr1.1Co2Fe11AlO22 is able t…
2020-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism, heat capacity and electronic structure of EuCd$_2$P$_2$ in view of its colossal magnetoresistance
本研究通过电阻率、热容、磁性、动量分辨光电子能谱及 ab initio 计算表征 EuCd$_2$P$_2$，发现反铁磁基态带隙稳定，而铁磁相带隙显著减小，为解释巨磁电阻提供依据。
2024-02-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Study of the One- and Two-Band Models for Colossal Magnetoresistive Manganites Using the Truncated Polynomial Expansion Method
锰氧化物巨磁电阻效应的理论研究取得了很大进展。通过对具有两个竞争状态的简单模型和计算电导的电阻网络近似的分析，证实了CMR效应在理论上可以使用非均匀聚集状态再现。本文用双交换单带有限Hund耦合$J_{\rm H}$和双带无限$J_{\rm H}$模型检验了最近提出的自旋费米子系统的截断多项式展开法（TPEM）。研究了大到48 $\times$ 48的二维晶格，远大于那些可以用标准精确对角化（DIAG）技术处理的费米扇区。本文详细分析了无淬火无序的清洁极限。相图，显示一阶转变分离铁磁金属绝缘状态。通过引入小磁场，在低温下发现了巨大的磁电阻，与实验结果非常吻合。然而，在居里转变以上的温度下，影响要小得多，这证实了标准的有限温度CMR现象不能用均匀态来理解。通过比较两种方法之间的结果，TPEM和DIAG，在小的晶格，并通过分析系统的行为与集群的大小增加，它的结论是，TPEM是准确的处理现实的锰氧化物模型的大型系统。我们的研究结果铺平了道路的巨大的磁电阻现象的正面计算攻击使用双交换模型，大型集群，并包括淬火无序。
2005-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-induced effects on the magnetic and electronic properties of epitaxial Fe$_{1-x}$Co$_{x}$Si thin films
研究了Co掺杂对分子束外延生长的ε-FeCoSi外延层的结构、输运和磁性的影响。低能电子衍射、原子力显微镜、X射线衍射和高分辨率透射电子显微镜的研究证实了外延膜的生长是纯相的、无缺陷的、表面粗糙度为~1 nm的ε-FeCoSi外延膜。这些外延层由于与衬底的晶格失配而应变，使立方B20晶格变形，使得其变为菱面体。电阻率的温度依赖性随着Co浓度的增加而变化，对于低$x$是类金属的，对于x \gtrsim 0.3是类金属的。在低于磁有序温度$T_\mathrm{ord}$时，薄膜表现出ε-FeCoSi特有的正线性磁电阻效应，以及几μΩcm量级的反常霍尔效应。有序温度高于在散装观察到的，高达77 K x = 0.4。薄膜的饱和磁矩随Co掺杂量的变化而变化，当x \lesssim为0.25时，饱和磁矩的贡献约为1 μ B/ Co原子.当与来自普通霍尔效应的载流子密度结合时，这意味着在低x半导体状态下高度自旋极化的电子气。
2013-07-27 cond-mat.mtrl-sci
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
Strong charge density wave fluctuation and sliding state in PdTeI with quasi-1D PdTe chains
在准一维系统中，电荷密度波（CDW）转变温度TCDW通常低于平均场理论预测的温度TCDW，并且在它们之间存在一个CDW涨落区。在这里，我们研究的物理性质的PdTeI单晶含有准一维PdTe链。在T1 ~ 110 K范围内，载流子浓度在出现长程CDW有序态之前逐渐降低，反映了在T >> T1时，由于Pd离子的动态电荷分离（Pd 3 + -> Pd 2 + + Pd 4+），存在强烈的CDW涨落，并可能存在赝能隙态.在T2 ~ 6 K温度范围内，出现了滑动CDW态。结合这种低T2和多个准一维带的特征，PdTeI在磁场和场致局域化下表现出从负到巨大的正磁阻的奇异交叉行为。因此，PdTeI为研究CDW涨落以及磁场与CDW态之间的相互作用提供了一个新的平台。
2015-12-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Collapse of ferromagnetism with Ti doping in Sm$_{0.55}$Sr$_{0.45}$MnO$_3$: A combined experimental and theoretical study
研究了Ti掺杂对Sm $_{0.55}$ Sr $_{0.45}$ Mn $_{1-η}$ Ti $_η$ O $_3$（$0 \leq η\leq 0.04$）的磁性耦合输运性质的影响.母体化合物Sm $_{0.55}$ Sr $_{0.45}$ MnO $_3$在低于$T_{\rm c}$ = 128 K时表现出一级顺磁绝缘体到铁磁金属的转变。随着Ti在Mn位（$B$ -位）的取代，$T_{\rm c}$以22 K $\%^{-1}$的速率近似线性地减小，而磁化强度和电阻率的热滞后宽度几乎以指数方式增加。对于$η$ =0.03的组合物已经观察到最壮观的效应，其中仅1 T的磁场在$T_c\approx$ 63 K下产生巨大的磁阻，$1.2 \times 10^7$ $\%$。随着磁场的增加，转变向更高的温度转变，并且转变的一级性质被减弱，并最终在临界场（$H_{cr}$）之上发生交叉，临界场（$H_{cr}$）随着Ti掺杂而增加。对于高于0.03的Ti掺杂，该系统保持绝缘，而没有任何铁磁有序下降到2 K。基于双带双交换模型的Monte-Carlo计算结果表明，Ti掺杂使$T_{\rm c}$的降低与掺杂Ti离子周围晶格畸变的增加有关.
2018-03-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
