High Electron Mobility and Large Magnetoresistance in the Half-Heusler Semimetal LuPtBi
具有高载流子迁移率和大磁电阻效应的材料在未来高性能磁电器件中具有潜在的应用前景，因此近年来受到广泛关注。在这里，我们报告的电子空穴补偿的半Heusler半金属LuPtBi，表现出极高的电子迁移率高达79000 cm 2/Vs的非饱和正MR高达3200%，在2 K的发现。值得注意的是，在300 K的迁移率被发现超过10500平方厘米/Vs，这是迄今为止在三维块体材料中报道的最高值之一。在低温下观察到的干净的Shubnikov-de Haas量子振荡和第一性原理计算一起表明，高的电子迁移率是由于晶体独特的能带结构引起的相当小的有效载流子质量。我们的发现提供了一种新的方法，通过设计一个合适的费米表面拓扑结构，从简单的电子空穴补偿半金属找到大的，高迁移率的MR材料。
2015-11-25 cond-mat.mtrl-sci
All-Heusler giant-magnetoresistance junctions with matched energy bands and Fermi surfaces
本文提出了一种全Heusler结构，该结构可作为实现电流垂直面巨磁电阻（CPP-GMR）器件高自旋过滤效率的合理设计方案。以Co2 MnSi/Ni 2NiSi/Co2 MnSi三层结构为原型，采用第一性原理方法系统地研究了其电子结构和磁输运性质.几乎完全匹配的能带和费米面之间的所有Heusler电极间隔对被发现，表明大的界面自旋不对称性，高自旋注入效率，因此高GMR比。输运计算通过比较它们的平行传导电子的传输系数和界面电阻以及宏观电流-电压（I-V）特性，进一步证实了全Heusler结构优于传统的Heusler/过渡金属（TM）结构。我们建议未来的理论和实验努力，在开发新的全Heusler GMR结的下一代高密度硬盘驱动器（HDD）的读取头。
2013-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Integration of antiferromagnetic Heusler compound Ru$_2$MnGe into spintronic devices
我们报告的第一个集成的反铁磁Heusler化合物作为钉扎层到磁性隧道结。反铁磁体Ru $_2$ MnGe被用来钉扎MgO基薄膜隧穿磁阻叠层中铁磁Fe层的磁化方向。样品采用磁控共溅射法制备。我们通过X射线衍射和反射，以及原子力和高分辨率透射电子显微镜研究结构特性。我们发现一个良好的晶体生长质量与低界面粗糙度为1-3微米，这是至关重要的工作隧道势垒的制备。以Fe为铁磁电极材料制备了磁隧道结并测量了磁电阻。我们发现一个相当大的最大磁阻值为135%，这是可比的其他常见的铁基MTJ系统。
2017-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Interface spin polarization of the Heusler compound Co2MnSi probed by unidirectional spin Hall magnetoresistance
许多Heusler化合物被预测为铁磁半金属，这使它们成为自旋电子学的有前途的化合物。然而，对于器件，在特定界面处的输运自旋极化需要优化。我们发现，单向磁阻的调查提供了一种替代方法来访问这个数量。基于惠斯通电桥设计，我们研究了Co2 MnSi/（Ag，Cu，or Cr）（0.5nm）/Pt（或Ta）多层膜的单向磁电阻，并将自旋相关的单向自旋霍尔磁电阻与其他贡献分离开来.我们表明，通过插入一个薄的外延Ag层的自旋相关的贡献增加了一倍，对应于一个显着增加的运输自旋极化，这是讨论的高度自旋极化的界面态的框架。
2019-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scaling Analysis of Anomalous Hall Resistivity in the Co$_{2}$TiAl Heusler Alloy
研究了Co $_{2}$ TiAl Heusler合金的磁输运特性，包括不同磁场下的电阻率（$ρ_{xx}$）、不同温度下的等温磁电阻和霍尔电阻（$ρ_{xy}$）。Co $_{2}$ TiAl合金在居里温度（T $_{C}$）$\sim$ 125 K以下表现出顺磁（PM）到铁磁（FM）的转变。在FM区，电阻率和磁阻揭示了自旋翻转电子-磁振子散射，霍尔电阻率揭示了反常霍尔电阻率（$ρ_{xy}^{AH}$）。异常霍尔电阻率与电阻率的标度建立了负责异常霍尔电阻率的非本征散射过程;然而，与侧跳贡献相比，偏斜散射是主导机制。磁电阻和侧跳对异常霍尔电阻率的贡献之间一一对应，验证了电子-磁振子散射是侧跳对异常霍尔电阻率的贡献的来源。
2019-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Large low-field positive magnetoresistance in nonmagnetic half-Heusler ScPtBi single crystal
采用Bi自熔法合成了高质量的半Heusler ScPtBi单晶。该化合物是一种空穴占主导的半金属，在2K和1 T的磁场下具有高达240%的低场磁电阻。磁输运测量结果表明，大的低场磁电阻效应是场诱导金属-半导体相变和弱反局域化效应共存的结果。此外，霍尔测量表明，ScPtBi单晶在很宽的温度范围内表现出很高的迁移率（2K时为4050 cm ~ 2 V ~（-1）s ~（-1），300 K时为2016 cm ~ 2 V ~（-1）s ~（-1））。这些发现不仅表明了半Heusler化合物是一种潜在的高灵敏度磁传感器候选材料，而且对全面了解稀土半Heusler化合物具有重要意义。
2015-11-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impact of Boron doping to the tunneling magnetoresistance of Heusler alloy Co2FeAl
本文研究了Boron掺杂对Co2FeAl磁性隧道结的影响，发现掺杂显著改善了结的结构、磁性和输运性质，降低了界面粗糙度并大幅提升了隧穿磁阻，同时在低温退火样品中观察到与隧穿势垒记忆效应相关的两级磁阻现象。
2022-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Tunnel magnetoresistance and spin-transfer-torque switching in polycrystalline Co2FeAl full-Heusler alloy magnetic tunnel junctions on Si/SiO2 amorphous substrates
研究了在Si/SiO2非晶衬底上制备的多晶B2型Co2 FeAl（CFA）全Heusler合金磁性隧道结（MTJ）。采用MgO缓冲层制备了具有（001）取向、高B2有序度和平整表面的多晶CFA薄膜。在7.5 nm厚的MgO缓冲层上，CFA/MgO/CoFe结构的MTJ的隧道磁电阻（TMR）比高达175%。自旋转移力矩诱导的磁化切换实现在MTJ与2 nm厚的多晶CFA膜作为开关层。使用热活化模型，确定本征临界电流密度（Jc。）为8.2 x 10^6 A/cm ^2，其低于外延CFA-MTJ的值2.9 x 10^7 A/cm ^2 [Appl. Phys. Lett. 100，182403（2012）]。我们发现，吉尔伯特阻尼常数评估使用铁磁共振测量的多晶CFA薄膜为~0.015，几乎是独立的CFA厚度（2~18 nm）。多晶MTJ的低Jc 0主要归因于与外延层中的值（~0.04）相比CFA层的低阻尼。
2014-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Magnetotransport properties and giant anomalous Hall angle in half-Heusler compound TbPtBi
磁性镧系半Heusler（$R$ PtBi; $R$是镧系元素）代表了Heusler家族的一个有吸引力的子群，并且已经被确定为时间反演对称性破缺拓扑Weyl半金属的理想候选者。本文详细分析了阻挫反铁磁TbPtBi的磁输运性质。该材料显示出大的非饱和磁阻（MR），具有不寻常的磁场依赖性。TbPtBi的MR相对于沿不同晶向施加的磁场是显著各向异性的，并且指示费米面的各向异性性质。手征反常引起的负纵向磁电阻证实了外尔费米子的存在。在低温下，观察到Berry相驱动的大的反常霍尔电导。计算的反常霍尔角是迄今为止报道的最大的。
2019-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Half-Metallic Ferromagnetism in the Heusler Compound Co$_2$FeSi revealed by Resistivity, Magnetoresistance, and Anomalous Hall Effect measurements
我们目前的电输运数据为单晶Co $_2$ FeSi提供了明确的证据，这Heusler化合物是真正的半金属铁磁体，即它具有完美的自旋极化。更具体地，$ρ$的温度依赖性由电子散射离开磁振子来控制，磁振子在将费米能级处的电子多数态与未占据的少数态分开的相当大的间隙$Δ\approx 100 K$（$\sim 9 meV$）上被热激发。因此，电子-磁振子散射仅在$T\gtrsimΔ$处相关，但在较低温度下冻结，即，对于$T\lesssimΔ$，费米能级处的电子的自旋极化实际上保持完美。带隙磁振子布居对磁阻和反常霍尔效应（AHE）具有决定性影响：i）磁阻在$T\sim 100 K$处改变其符号，ii）反常霍尔系数在$T\gtrsim 100 K$处强烈地依赖于温度，并且与Berry相位相关和/或侧跳电子偏转相容，而在较低温度下它实际上与温度无关。
2012-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetotransport signatures of chiral magnetic anomaly in the half-Heusler phase ScPtBi
对ScPtBi的磁输运性质的研究同时揭示了：对纵向磁阻的负贡献、平面霍尔效应和纵向磁阻的明显角度变窄（手性磁异常的三个标志（Weyl节点之间的轴向电荷的泵送），拓扑半金属的独特性质）。电子结构计算表明，结构缺陷，如反位和空位，在ScPtBi的费米能级上带来了大量的态密度，表明它是一种半金属，而不是之前预测的零能隙半导体。这与ScPtBi中的电阻率一致，不显示半导体的特性。此外，在0.7K以下，我们观察到超导转变的开始，电阻率在0.23K以下完全消失。
2021-05-17 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Valve-Like Magnetoresistance and Anomalous Hall Effect in Magnetic Weyl Metal Mn$_2$PdSn
本研究报道了反Heusler结构铁磁性Weyl金属Mn$_2$PdSn在室温下表现出自旋阀类磁电阻和反常霍尔效应，其源于拓扑非平凡能带与磁性的相互作用，为磁性Weyl金属的应用提供了平台。
2024-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Structural ordering driven anisotropic magnetoresistance, anomalous Hall resistance and its topological overtones in full-Heusler Co2MnSi thin films
本文报道了在（001）MgO衬底上沉积的全Heusler合金Co $_2$ MnSi薄膜的晶体结构、磁有序和电子输运随退火温度（$T_A$）的变化。通过将$T_A$从300 $^\circ$ C增加到600 $^\circ$ C，膜从无序纳米晶相变为$B2$有序，最后变为$L2_1$有序合金。饱和磁矩随着结构有序化而提高，并接近每个分子式单元的$\approx 5.0 μ_B$的Slater-Pauling值（$T_A$ = 600 $^\circ$ C）。在这个阶段，薄膜是软磁体，其矫顽场和饱和场分别低至$\approx$ 7 mT和350 mT。纵向电阻率（$ρ_{xx}$）和剩余电阻率比也有显著的改善效果。一个基于晶界电子透明性的模型阐明了从负态$dρ/dT$到正态$dρ/dT$的转变，并改善了结构有序性。霍尔电阻率（$ρ_{xy}$）源自外磁场中电荷载流子的正常散射、源自内建磁化的异常效应以及无序相中小但明显的拓扑霍尔效应。从高场$ρ_{xy}$数据中提取了载流子浓度（$n$）和迁移率（$μ$）。高度有序的膜的特征在于在室温下的$n$和$μ$为1.19 $\times$ 10 $^{29}$ m $^{-3}$和0.4 cm $^2V^{-1}s^{-1}$。$ρ_{xy}$对$ρ_{xx}$的依赖性表明在我们的膜中斜散射占主导地位，这表明随着$T_A$的升高而单调下降。对…
2013-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Impact of Anisotropy on Antiferromagnet Rotation in Heusler-type Ferromagnet/Antiferromagnet Epitaxial Bilayers
采用面内电流结构研究了铁磁/反铁磁Fe $_2$ CrSi/Ru $_2$ MnGe外延双层膜的磁输运性质.在Ru $_2$ MnGe层的临界厚度以上，观察到对称和非对称曲线响应于FM磁晶各向异性的方向。因为每个磁阻曲线显示全部和部分AFM旋转，磁阻曲线暗示Fe $_2$ CrSi磁晶各向异性的影响来支配AFM旋转。双层膜的角度相关电阻变化率的最大值比单层Fe $_2$ CrSi膜大一个数量级以上，这是由于AFM自旋通过FM旋转重新取向所致。这些结果突出了控制AFM旋转的重要作用，并揭示了一种简便的方法来检测AFM的时刻，即使在电流平面配置FM/AFM双层。
2017-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Structural and magneto-transport characterization of Co_2Cr_xFe_(1-x)Al Heusler alloy films
研究了Co_2Cr_xFe_（1-x）Al全Heusler化合物的薄膜的结构和磁输运性质。采用磁控溅射法在室温下在不同衬底上制备了薄膜，以分别调节从热氧化Si衬底上的多晶生长到MgO（001）衬底上的高度织构甚至外延生长。我们的Heusler薄膜具有非常软的磁性和铁磁性，居里温度高达630 K。的总磁矩减少相比，理论的体积值，但仍相当于在升高的温度下生长的膜报道的值。多晶Heusler膜结合MgO势垒被纳入磁性隧道结，并在室温下产生37%的磁阻。
2006-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Identifying the fingerprints of topological states by tuning magnetoresistance in a semimetal: the case of topological half-Heusler Pt1-xAuxLuSb
拓扑材料通常表现出显著的线性、非饱和磁电阻（LMR），这在科学和技术上都具有重要意义。然而，在这种行为的出现中，拓扑非平凡状态的作用在实验中没有得到明确的证明。在这里，通过减少拓扑表面态（TSS）和体载流子之间的耦合，我们可控地调整的LMR行为在Pt 1-xMnO_2 LuSb到不同的平台霍尔电阻，这是我们从一个量子霍尔相位产生。这使我们能够揭示朗道能级的拖尾（否则会产生量子霍尔相位）如何导致LMR行为，这是由于具有正g因子的TSS与体载流子之间的强相互作用。我们建立了控制拓扑材料中表面和体载流子之间的耦合强度可以使它们的磁输运行为发生显着变化。此外，我们的工作概述了一种策略，以揭示宏观物理可观的TSS的化合物与半金属块体能带结构，是在多功能的Heusler化合物的情况下，从而开辟了机会，他们利用混合量子结构。
2022-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unusual transport properties of ferromagnetic Heusler alloy Co$_2$TiSn
本文报道了铁磁Heusler合金Co $_2$ TiSn的磁化强度、零场电阻率和磁阻的测量结果。当体系发生顺磁-铁磁转变时，电子输运的性质发生了显著的变化。在顺磁状态下，电子输运的性质类似于半导体的性质，并且在铁磁有序化开始时突然改变为金属行为。外部磁场的施加倾向于抑制这种半导体状的输运，导致负磁阻，其在居里温度附近达到峰值。与其他系统，包括UNiSn和锰氧化物中观察到的类似的不寻常的行为进行比较。
2005-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Synthetic antiferromagnet with Heusler alloy Co2FeAl ferromagnetic layers
采用Heusler合金Co2 FeAl作为Co2 FeAl/Ru/Co2 FeAl合成反铁磁结构的铁磁层。实验结果表明，Ru层厚度为0.45 nm时，结构呈现强的反铁磁耦合，在150 oC退火1 h后仍能保持强的反铁磁耦合。该结构在室温下具有425 emu/cc的非常低的饱和磁化强度Ms、4.3Oe的低开关场Hsw和5257 Oe的高饱和场Hs，这有利于应用于高密度磁读取头或其它磁存储器件。XRD分析表明，Co2 FeAl薄膜为B2相。因此，Heusler合金可用于制备SyAF，并有可能制备具有更好磁开关特性和高磁阻的“全Heusler”自旋阀或磁隧道结。
2009-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Fabrication and characterization of the gapless half-Heusler YPtSb thin films
采用磁控共溅射法在MgO缓冲的SiO2/Si（001）衬底上制备了Half-Heusler YPtSb薄膜。X射线衍射图和能量色散X射线光谱证实了高质量的生长和化学计量。电阻率的温度依赖性表现出一个双稳态型行为下降到低温。在300 K下，霍尔迁移率被确定为450 cm 2/Vs，这远高于体值（300 cm 2/Vs）。沿和垂直于电流方向施加场的面内磁阻（MR）测量显示相反的MR符号，这表明拓扑表面状态的可能存在。
2012-10-22 cond-mat.mtrl-sci
$Ab$ $Initio$ Study of Magnetic Tunnel Junctions Based on Half-Metallic and Spin-Gapless Semiconducting Heusler Compounds: Reconfigurable Diode and Inverse Tunnel-Magnetoresistance Effect
磁隧道结（MTJ）由于其作为诸如MRAM的非易失性存储器以及用于磁逻辑应用的潜在用途而在过去几十年中吸引了强烈的研究兴趣。半金属磁体（HALF）已被建议作为MTJ的理想电极材料，以实现极大的隧道磁阻（TMR）效应。尽管它们的高TMR比，基于HALTH的MTJ不表现出电流整流，即，二极管效应，这是在磁隧道结概念的基础上实现的受阻和II型自旋无隙半导体（SGS）。所提出的概念最近已被实验证明使用Heusler化合物。在目前的工作中，我们调查从第一性原理MTJ的基础上II型SGS和HMM四元Heusler化合物FeVTaAl，FeVTiSi，MnVTiAl，和CoVTiSb。我们的$ab$ $initio$量子输运计算的基础上的非平衡格林函数方法表明，所考虑的MTJ表现出电流整流与相对较高的开：关比。我们表明，在传统的半导体二极管相比，MTJ的整流偏置电压窗口（或击穿电压）是有限的HMM和SGS Heusler化合物的自旋间隙。本发明MTJ的独特特征在于二极管效应可以动态配置，即，取决于电极磁化的相对取向，MTJ允许电流在一个或另一个方向上通过，这导致反向TMR效应。非易失性、可重构二极管功能、可调整流电压窗口和电极材料的高居里温度的组合使得所提出的MTJ对于室温自旋电子学应用非常有前途，并且为磁存储器和逻辑概念以及逻辑存储器计算开辟了道路。
2022-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Angular dependence of large negative magnetoresistance in a field-induced Weyl semimetal candidate HoAuSn
研究反铁磁 half-Heusler 单晶 HoAuSn 中磁阻的角度依赖性，发现 9 T 下高达 99% 的负磁阻且可持续至 20 K，结合实验与第一性原理计算表明其源于磁场重构能带并诱导外尔点，为寻找大负磁阻材料及实现拓扑电子态提供指导。
2024-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Insulating Half-Heusler TmPdSb with Unusual Band Order and Metallic Surface States
本研究通过理论和实验揭示了半赫斯勒化合物TmPdSb在绝缘体中的异常能带反转和金属表面态，并证实了其体绝缘性及表面导电特征。
2025-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Structure, magnetic and transport properties of epitaxial thin films of equiatomic CoFeMnGe quaternary Heusler alloy
未来的自旋电子学需要实现具有高居里温度和费米能级100%自旋极化的半金属铁磁体的薄膜，以实现潜在的自旋电子学应用。本文报道了利用脉冲激光沉积系统在MgO（001）衬底上外延生长半金属CoFeMnGe Heusler合金薄膜，并对其结构、磁性和输运性质进行了研究。的薄膜的磁性能测量表明，在室温下的软铁磁状态的面内磁各向异性和居里温度远高于室温。各向异性磁电阻（AMR）比和温度依赖的电阻率测量的薄膜表明该化合物是半金属的性质，因此适合于自旋电子器件的制造。
2018-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Spin-charge conversion in NiMnSb Heusler alloy films
半金属Heusler合金由于其独特的半金属能带结构，具有高的自旋极化和巨大的磁电阻效应而受到人们的广泛关注。除了用作铁磁电极，Heusler合金还具有最近在其他铁磁金属中证明的自旋-电荷转换的潜力。在这里，我们报告的自旋电荷转换效应的原型Heusler合金NiMnSb。利用自旋泵将Y3 Fe 5 O 12的自旋电流注入到NiMnSb薄膜中，通过自旋-轨道相互作用将自旋电流转化为电荷电流.有趣的是，在低温下观察到一个不寻常的电荷信号，其符号变化可以通过膜厚度和有序结构来操纵。发现自旋-电荷转换有两个贡献。首先，界面贡献导致负电压信号，其相对于温度几乎恒定。第二个贡献是温度依赖性的，因为它是由少数国家占主导地位，由于热激发磁振子在大部分的膜。本工作为利用界面-体工程技术实现铁磁金属中自旋-电荷转换的自旋电子学器件提供了一条途径。
2019-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and structural properties of Co$_2$MnSi based Heusler compound
利用实验技术和第一性原理计算研究了反位无序占据对半金属Co $_2$ MnSi化合物磁性的影响。中子衍射研究表明，Mn和Co的无序度几乎相同，分别为6.5%和7.6%，这与用密度泛函理论（DFT）计算的稳定Co $_2$ MnSi体系的相应无序度符合得很好.密度泛函理论研究表明，Mn无序引入的反铁磁相互作用导致了净磁矩的减小.结合中子衍射和磁化测量的结果进行了讨论。在高达9特斯拉的磁场下的输运性质测量显示，体Co $_2$ MnSi的正磁阻持续到室温。通过高温电阻率和电阻率测量确定化合物的居里温度为$\sim$ 1014 K。
2018-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous magnetotransport in the single-crystalline half-Heusler antiferromagnet ErPdSb
Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院低温与结构研究所）
单晶半Heusler反铁磁体ErPdSb在低温下表现出异常磁输运特性，包括负磁阻、霍尔电导率异常贡献及费米面可能重构。
2026-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic and electrical transport properties of the single-crystalline half-Heusler antiferromagnet DyNiSb
Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院低温结构研究所）
研究发现单晶DyNiSb在低温下表现出两个磁相变温度，且具有金属导电性，与多晶样品不同，同时揭示了磁场诱导的费米面重构现象。
2026-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A 4-fold-symmetry hexagonal ruthenium for magnetic heterostructures exhibiting enhanced perpendicular magnetic anisotropy and tunnel magnetoresistance
本文报道了MgO/Ru/Co_2FeAl/MgO异质结中出现的一种不寻常的具有四重对称性的六方Ru晶体取向，其中近似Ru（02-23）的生长归因于MgO、Ru和Co_2FeAl之间的晶格匹配。与Cr（001）层相比，Co2 FeAl/MgO界面的垂直各向异性显著增强。采用这种结构的MTJ产生了最大的隧道磁阻的垂直MTJ使用低阻尼Heusler合金。四重对称的六方Ru来自于具有空前高的晶体指数的外延生长，为立方和四方铁磁合金的垂直各向异性膜的发展开辟了独特的途径。
2014-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetism and superconductivity in the half-Heusler semimetal HoPdBi
我们观察到超导性和反铁磁秩序共存的单晶三元磷属元素化物HoPdBi，一个合理的拓扑半金属。该化合物在$T_N =$ 1.9 K时具有反铁磁性，在低于$T_c =$ 0.7 K时具有超导电性，并通过磁、电输运和比热测量得到证实.比热的反常对应于反铁磁有序转变和晶场效应，而不对应于超导转变。单晶中子衍射结果表明，该反铁磁结构具有（1/2，1/2，1/2）传播矢量的特征。电阻率的温度变化揭示了半导体和金属特性的两个平行导电通道。在弱磁场下，磁电阻表现出弱的反局域化效应，而在强磁场和低于50 K的温度下，磁电阻则很大且为负。在温度低于7 K时，电阻率出现具有两个频率的Shubnikov-de Haas振荡。这些振荡具有非平凡的Berry相位，这是狄拉克费米子的一个显著特征。
2015-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Large amplitude microwave emission and reduced nonlinear phase noise in Co2Fe(Ge0.5Ga0.5) Heusler alloy based pseudo spin valve nanopillars
研究了以Heusler合金Co2 Fe（Ga0.5Ge0.5）为电极的电流垂直于平面赝自旋阀纳米柱的微波辐射。我们观察到了超过150 nV/Hz ^[0.5]的大发射振幅（部分原因是大的磁阻）和低于10 MHz的窄产生线宽。我们还发现，线宽表现出显着的依赖于所施加的电场的大小和它的角度内的膜平面。当频率与电流的斜率接近零时，观察到线宽的最小值。这与理论预测一致，该预测考虑了非线性相位噪声作为线宽加宽的来源。
2011-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Stability and Electrical Control of Magnetization of Heusler/Oxide Interface and Non-collinear Spin Transport of Its Junction
对于下一代自旋电子器件，如计算机存储器和逻辑芯片，需要同时满足高热稳定性、低功耗和高自旋极化。本文从第一性原理出发，研究了Co2 FeAl（CFA）/MgO的热稳定性（结构和磁化强度）以及电场对磁各向异性的控制。CFA/MgO界面的结构热稳定性的相图示出。Fe-O轨道杂化产生的界面磁各向异性提供了高的磁热稳定性和低的杂散场。我们发现电场通过巨大的磁电效应（各向异性能量系数β ~10-7 erg/V cm）对这种双晶各向异性产生巨大的改变。我们的自旋电子结构和非共线输运计算表明，高自旋极化的界面态和良好的磁电阻特性的CFA/MgO/CFA垂直磁性隧道结。
2013-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Large linear magnetoresistance and weak anti-localization in Y(Lu)PtBi topological insulators
拓扑绝缘体是一类具有体绝缘和表面导电特性的新型Dirac材料。它们基本上以其独特的表面电子特性而闻名。本文报道了我们研制的高质量单晶Y（Lu）PtBi Heusler拓扑绝缘体的磁输运性质，它属于一组Tc = 0：8 K的非中心对称超导体。这两种化合物都表现出半金属行为，在2 K时，YPtBi和LuPtBi的载流子分别为6 x 1018 cm^-3和8 x 1019 cm^-3。在倾斜磁场中的磁导率测量表明，载流子通过量子干涉传输。这提供了在50 K以下弱反定域的直接证据，给出了表面输运的强签名。最重要的是，这些化合物在60 T的磁场中在10 K下显示出约2000%的非常高的不饱和线性磁阻。
2015-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Spin injection into multilayer graphene from highly spin-polarized Co2FeSi Heusler alloy
我们展示了从高度自旋极化的Co2 FeSi（CFS）Huesler电极在横向自旋阀器件中向多层石墨烯（MLG）中的电自旋注入。通过基于聚合物的转移方法将剥离的MLG转移到在Si（111）衬底上生长的预图案化外延CFS线上。这种方法使我们能够制造多个单晶CFS电极与MLG接触。通过非局域磁电阻（MR）测量检测从CFS到MLG的电自旋注入。观察到430欧姆的非局部自旋信号;这是石墨烯基器件中所有报告的非局部MR值中的最大值。
2016-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reducing critical current for spin-transfer-torque-induced magnetization reversal in CPP-GMR devices: effect of low damping and enhanced spin scattering asymmetry in $Co_2FeGa_{0.5}Ge_{0.5}$ Heusler alloy
本研究利用$Co_2FeGa_{0.5}Ge_{0.5}$赫斯勒合金的低阻尼与高自旋极化特性，通过将其用作自由层及与CoFe构成双层自旋注入层，有效降低了CPP-GMR器件中STT诱导磁化反转的临界电流，提升了器件效率与稳定性。
2025-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Martensitic transition and magnetoresistance in a Cu-Al-Mn shape memory alloy. Influence of aging
研究了非化学计量比的Heusler Cu-Al-Mn形状记忆合金在能隙范围内时效对合金电、磁和热力学性质的影响，该合金经历了从$bcc$基（$β$ -相）向密排结构（$M$ -相）的马氏体转变。观察到负磁电阻，其表现出几乎线性依赖于具有不同斜率的$M$ -和$β$ -相的磁化强度的平方。这种磁阻效应与Cu $_2$ AlMn结构的富Mn团簇的存在有关。研究了外加磁场对马氏体相变的影响。$β$ -和$M$ -相之间的熵变显示出对磁场的可忽略的依赖性，但它在可折叠间隙内随退火时间显著降低。这种降低是由于不进行马氏体转变的Cu $_2$ MnAl富集域的量增加。
2002-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Quantum Mechanical Study of the Electronic Structure and Thermoelectric Properties of Heusler Alloys
本文通过从头计算方法研究PdMnSn及六种新型Heusler合金的电子结构、声子色散和电导率，揭示半金属性来源，并为设计C1b和L21结构半金属Heusler合金的成分选择提供依据。
2025-07-21 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Effect of annealing on the magnetic, magnetocaloric and magnetoresistance properties of Ni-Co-Mn-Sb melt spun ribbons
系统研究了Ni 46 Co 4 Mn 38 Sb 12快淬薄带的结构、磁性、磁热和磁输运性能。退火后，初生薄带的部分有序的B2相转变为完全有序的L21相，这意味着系统中的原子有序性发生了相当大的变化。原子无序的存在下，作为自旋带引起较高的马氏体转变温度和较低的磁化强度相比，散装样品。然而，退火带有助于在很大程度上恢复整体性能。在磁热效应，交换偏置和磁电阻的显着变化已被观察到之间的自旋和退火的带，原子有序的功能，以及在Heusler系统的基本属性的作用。重要的是，该研究表明，人们可以通过制备熔融纺丝合金并使其经受适当的退火条件来降低磁滞损耗，这使它们能够成为实用的磁制冷剂。
2013-07-14 cond-mat.mtrl-sci
IrCrMnZ (Z=Al, Ga, Si, Ge) Heusler alloys as electrode materials for MgO-based magnetic tunneling junctions: A first-principles study
从IrCrMnZ（Z=Al，Ga，Si，Ge）系统作为MgO基MTJ电极材料的应用角度出发，采用第一性原理计算对其进行了研究。这些材料具有部分占据$Δ_1$带的高自旋极化传导电子，这对于平行磁化配置中的相干隧穿是重要的。IrCrMnAl和IrCrMnGa的居里温度很高（1300 K以上），从平均场近似预测。研究了有序相对各种反位无序的稳定性。本文讨论了自旋轨道耦合对费米能级附近电子结构的影响。进一步研究了IrCrMnZ/MgO异质结沿（001）方向的电子结构。IrCrMnAl/MgO和IrCrMnGa/MgO即使在MgO界面处也保持半金属性，在少数自旋通道中的费米能级处或附近没有界面态。通过对平行磁化结构的弹道自旋输运性质的计算，报道了IrCrMnAl/MgO/IrCrMnAl和IrCrMnGa/MgO/IrCrMnGa的大多数自旋电导。我们建议IrCrMnAl/MgO/IrCrMnAl和IrCrMnGa/MgO/IrCrMnGa作为有前途的MTJ的隧穿磁电阻比的温度依赖性较弱，由于其非常高的居里温度。
2021-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Importance of Electronic Correlation in the Intermetallic Half-Heusler Compounds
HfNiSn的低温扫描隧道谱显示在费米能级附近存在V^m（m < 1）零偏压反常。这种具有分数幂律形状的局域态密度是众所周知的电子关联的结果。为了比较，我们还测量了其他18价电子的半Heusler化合物的隧穿电导。ZrNiPb表现出类似金属的局域态密度，而ZrCoSb和NbFeSb则表现出线性和V^2反常。对这些异常现象的一种解释是，这些化合物中存在相关性缺口。通过分析HfNiSn的磁电阻，我们表明，在低温下，电子-电子散射占主导地位。电导率的T^m（m < 1）温度依赖性证实了电子相关性是体性质而不是表面性质。
2020-12-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic tunnel junctions with a B2-ordered CoFeCrAl equiatomic Heusler alloy
四元Heusler合金CoFeCrAl是一种新型的无自旋带隙半导体材料。然而，到目前为止，还没有实验性的尝试来制造结器件。报道了一种在Cr缓冲层上生长CoFeCrAl电极的完全外延（001）取向MgO势垒磁性隧道结（MTJ）。X射线衍射和电子衍射分析表明，（001）CoFeCrAl电极薄膜具有原子级的平整表面，具有$B2$有序相。饱和磁化强度为380 emu/cm $^3$，与类Slater-Pauling规则给出的值几乎相同，在300 K和10 K下的最大隧道磁电阻比分别为87%和165%.横截面电子衍射分析表明，MTJ具有MgO界面，位错较少。的温度和偏置电压依赖性的运输测量表明磁振子诱导的非弹性电子隧穿重叠的相干电子隧穿。X射线磁性圆二色性（XMCD）测量显示了$B2$有序CoFeCrAl的Co和Fe磁矩的铁磁排列，与预测的具有SGS特征的$Y$有序态的亚铁磁排列相反.从头计算考虑的Cr-Fe交换无序定性解释XMCD的结果。最后，Cr-Fe交换无序的电子态的能力，允许相干电子隧穿的影响进行了讨论。
2019-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Low magnetic moment and unconventional magneto-transport in half-Heusler alloy CoVGe
Bennett University（贝内特大学）；Saha Institute of Nuclear Physics, A CI of Homi Bhabha National Institute (HBNI)（萨哈核物理研究所，霍米·巴巴国立学院）
CoVGe展现出低磁矩和非常规磁输运特性，为研究Heusler基材料中的自旋依赖输运提供了新的平台。
2026-02-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ballistic spin-transport properties of magnetic tunnel junctions with MnCr-based ferrimagnetic quaternary Heusler alloys
研究了CoCrMnZ四元Heusler合金作为MgO基磁性隧道结电极的适用性，证实其具备机械稳定性、高自旋极化与1000%量级的TMR比，且高居里温度使TMR比温度依赖性更弱。
2023-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic Cr4PtGa17: A Novel Half-Heusler-Type Compound with a Breathing Pyrochlore Lattice
我们描述的晶体结构和基本的磁性以前未报道的三元金属间化合物，Cr 4PtGa 17，在非中心对称空间群R3 m的菱形晶胞中结晶。晶体结构与XYZ半赫斯勒化合物密切相关，其中X，Y和Z仅被报道为单一元素，占据三个不同的面心立方亚晶格。新材料Cr 4PtGa 17可以通过将式写为（PtGa 2）（Cr 4Ga 14）Ga（X= PtGa 2，Y = Cr 4Ga 14，Z = Ga）来最直接地说明，即X和Y位置被簇而不是单个元素占据。磁性Cr占据呼吸烧绿石晶格。铁磁有序低于TC ~61 K，中子衍射和磁力计的研究，与小，饱和的时刻~0.25 μ B/Cr观察到在2 K，使Cr 4PtGa 17的第一个铁磁有序材料呼吸烧绿石晶格。在2K时，磁电阻为140%. DFT计算表明，该材料具有接近半金属的电子结构。这种新材料Cr 4PtGa 17首次实现了半赫斯勒型结构和呼吸烧绿石晶格，可能为实现新型半赫斯勒化合物铺平了新的道路。
2021-08-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin polarization ratios of resistivity and density of states estimated from anisotropic magnetoresistance ratio for nearly half-metallic ferromagnets
我们推导出一个简单的关系表达式之间的自旋极化比的电阻率，$P_ρ$，各向异性磁电阻比$Δρ/ρ$，和自旋极化比之间的状态密度在费米能量，$P_{\rm DOS}$，和$Δρ/ρ$近半金属铁磁体。我们发现$P_ρ$和$P_{\rm DOS}$随着$|Δρ/ρ|$从0到最大值的增加而增加。此外，我们通过将其实验观察到的$Δρ/ρ$代入相应的表达式，粗略估计了Co $_2$ FeGa $_{0.5}$ Ge $_{0.5}$ Heusler合金的$P_ρ$和$P_{\rm DOS}$。
2016-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic and electrical transport properties of the half-Heusler plumbide TbAuPb
Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院低温与结构研究所）
研究半赫斯勒铅化物TbAuPb的热力学和电输运性质，通过实验发现其结构、磁有序及电输运特性，结合第一性原理计算表明该化合物在不同状态下有不同拓扑性质。
2026-07-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Measurement independent magnetocaloric effect in Mn-rich Mn-Fe-Ni-Sn(Sb/In) Heusler alloys
在保持总价电子浓度（e/a）不变的条件下，系统研究了富Mn Fe掺杂的Mn-Fe-Ni-Sn（Sb/In）Heusler合金的磁结构转变.马氏体转变（MT）温度被发现通过以下的比例关系与单独的磁性元素的e/a比移动。用三种不同的测量方法（等磁场磁化强度（M）-温度（T）、等温磁化强度-磁场（H）和热容（HC）-温度（T））对所选样品（Mn 49 FeNi 40 Sn 9 In）的磁熵变进行了估算。我们观察到，虽然磁熵变的峰值随测量方法的不同而变化，但磁熵变随T曲线的展宽形状和相应的冷却功率（~140 Jkg-1）保持不变。通过间接测量温度变化，得到了约-2.6K的等效绝热温度变化。在5 K时，其中一种材料的交换偏置场为783 Oe，磁电阻为-30%。
2018-11-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tuning of anomalous magnetotransport properties in half-Heusler topological semimetal GdPtBi
Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院低温结构研究所）；Laboratoire des Solides Irradiés, École Polytechnique（巴黎综合理工学院辐照固体实验室）；Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院核物理研究所）
通过高能电子辐照调节GdPtBi费米能级，研究其拓扑非平凡状态对磁输运性质的鲁棒性，发现负磁电阻和霍尔效应的异常行为。
2026-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhancing atomic ordering, magnetic and transport properties of Mn2VGa Heusler alloy thin films toward negatively spin-polarized charge injection
本文研究了偏离化学计量比对Mn2+xV1-xGa Heusler合金薄膜原子有序性、微观结构和磁输运性质的影响，发现富Mn成分（x=+0.2）可获得高质量L21有序薄膜，并通过抑制V反位缺陷保持高负自旋极化，为自旋电子器件中的负自旋极化电荷注入提供了有前景的材料方案。
2024-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Robust tunability of magnetorestance in Half-Heusler RPtBi (R = Gd, Dy, Tm, and Lu) compounds
本文研究了$R$ PtBi（$R$ = Gd，Dy，Tm，Lu）半Heusler化合物的输运性质与磁场的关系.高质量$R$ PtBi单晶的温度和磁场相关的电阻率测量揭示了一个异常大的，非饱和磁电阻（MR）高达300 K下的$H$ = 140 kOe的中等磁场。在300 K时，大的MR效应随着稀土从Gd到Lu的移动而减小，并且MR的磁场依赖性显示出与常规的$H^{2}$行为的偏离。对于$R$ = Gd的霍尔系数（$R_{H}$）指示在120 K附近的符号变化，而对于$R$ = Dy、Tm和Lu的$R_{H}$曲线对于所有测量的温度保持为正。在300 K时，霍尔电阻率揭示了所有化合物的线性场依赖性的偏差。热电功率的测量表明，这个家庭强烈的温度和磁场的依赖性，这是一致的电阻率测量。在140 kOe时，观察到在外加磁场下的热电功率高度增强，高达$\sim$ 100 $μ$ V/K。对该系列输运数据的分析表明，稀土基Half-Husler化合物提供了通过镧系收缩调节MR效应和阐明非平凡MR机制的机会。
2016-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ab initio Prediction of Mechanical, Electronic, Magnetic and Transport Properties of Bulk and Heterostructure of a Novel Fe-Cr based Full Heusler Chalcogenide
基于密度泛函理论，预测了新型全 Heusler 硫族化合物 Fe$_2$CrTe 体相与异质结的多种物理性质，发现其立方相具半金属性且四方相表现出更高的隧道磁电阻比。
2023-01-24 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
Growth, electrical, structural, and magnetic properties of half-Heusler CoTi$_{1-x}$Fe$_x$Sb
用分子束外延法在InAlAs/InP（001）衬底上生长了半Heusler系列CoTi $_{1-x}$ Fe $_x$ Sb外延薄膜，其浓度为0.0 $\leq$ x $\leq$ 1.0。研究了Fe对结构、电子和磁性的影响，并与密度泛函理论的预期结果进行了比较。薄膜是外延和单晶，通过反射高能电子衍射和X射线衍射测量。使用原位X-射线光电子能谱学，仅检测到x $\leq$ 0.5的价带的微小变化。对于x $\geq$ 0.05的膜，在SQUID磁强计中观察到铁磁性，其饱和磁化强度与Fe含量成线性比例。当Fe在Co位点上置换合金化时，每分子式单元的磁矩发生急剧下降，这表明磁矩与位点占有率的强烈依赖性。对于较高浓度的Fe，从面内和面外磁矩到仅面内磁矩的交叉发生。铁磁共振表明，从弱到强相互作用的过渡与减少非均匀加宽的Fe含量的增加。依赖于温度的运输揭示了半导体到金属的过渡与热激活行为的x $\leq$ 0.5。在高Fe含量的薄膜中观察到反常的霍尔效应和大的负磁电阻（x=0.3时，在100 kOe处可达-18.5%）。x=0.3和x=0.2的超顺磁性的证据表明，对于中等水平的Fe，可能存在CoTi $_{1-x}$ Fe $_x$ Sb膜分层成富Fe和缺Fe区域。用原子探针层析法研究了x=0.3薄膜中Fe的分布。统计分析揭示了整个膜，这是用来解释所观察到的磁和电行为的Fe原子的非均匀分布…
2017-11-14 cond-mat.mtrl-sci
First-principles insights into all-optical spin switching in the half-metallic Heusler ferrimagnet Mn$_2$RuGa
全光自旋开关（AOS）代表了磁存储技术的一个新前沿--没有磁场的自旋操纵，--但其基本工作原理还不清楚。许多AOS亚铁磁体如GdFeCo是无定形的，使得高水平的第一性原理研究不可行。结晶半金属Heusler Mn $_2$ RuGa提供了一个机会。本文对Mn $_2$ RuGa的材料性质进行了全面的密度泛函研究，并引入了自旋锚位和光学活性位两个概念作为亚铁磁体中AOS的两个支柱。在Mn $_2$ RuGa中，Mn $(4a)$用作自旋锚定位置，其能带结构低于费米能级并且具有强自旋矩，而Mn $(4c)$是其能带穿过费米能级的光学活性位置。我们的磁光克尔谱和能带结构计算共同揭示了Ru- $4d$和Ga- $4p$态之间的微妙竞争是这两个位置的产生的原因。这两个位置的发现不仅为Mn $_2$ RuGa和GdFeCo提供了统一的图像，而且为未来的应用打开了大门。具体来说，我们提出了一种Mn $_2$ Ru $_x$ Ga基磁性隧道结，其中单个激光脉冲可以控制磁阻。
2022-07-21 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Coherent Tunneling and Strain Sensitivity of an All Heusler Alloy Magnetic Tunneling Junction: A First-Principles Study
本文通过第一性原理研究了Co₂MnSb/HfIrSb全Heusler合金磁性隧道结，发现其TMR高达500%且对电场稳定，并揭示了Mn-Mn/Ir界面的相干隧穿及拉伸应变下多数自旋透射三倍增强的特性。
2023-09-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
