Breakdown of compensation and persistence of non-saturating magnetoresistance in WTe2 thin flakes
我们提出了详细的研究磁电阻\r{ho} xx（H），霍尔效应\r{ho} xy（H），和电解质门控效应在薄（<100 nm）剥离晶体的WTe 2。我们观察到\r{ho} xx（H）和\r{ho} xy（H）的H量子振荡，并确定了四个振荡频率与以前的厚晶体报告一致。\r{ho} xy（H）在低H下在H中是线性的，与接近完美的电子-空穴补偿一致，然而随着H的增加变得非线性并且改变符号，这意味着补偿的击穿。在双流体模型中，载流子浓度p/n的场依赖性比率可以一致地解释\r{ho} xx（H）和\r{ho} xy（H）。我们还采用了电解栅极高度电子掺杂WTe 2与Li。非饱和的\r{ho} xx（H）持续到H = 14 T，磁阻比超过2 × 104%，即使与完美的电子-空穴补偿（p/n = 0.84）有显著偏差，其中双流体模型预测饱和的\r{ho} xx（H）。我们的研究结果表明，电子空穴补偿是不是在WTe 2的极大的磁电阻的机制，其他的替代解释需要考虑。
2015-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure basis for the titanic magnetoresistance in WTe$_2$
用角分辨光电子能谱学研究了层状无磁二碲化钨超大磁电阻效应的电子结构基础。在费米能级上发现了大小大致相同的空穴和电子口袋，这表明载流子补偿应该被认为是这种效应的主要来源。该材料表现出高度各向异性，准一维费米表面，从显着的各向异性的磁阻如下。费米面随温度的变化被发现和高密度的状态带，可能会接管在更高的温度下的传导，并导致观察到的WTe $_2$的磁阻的导通行为被确定。
2014-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Robust linear magnetoresistance in WTe2
据报道，在WTe 2中存在不饱和磁阻（MR），并且在很高的磁场下仍然不可抑制。晶体质量的强烈优化导致MR的平方增加，这可以通过相反载流子的完美补偿来解释。在这里，我们报告我们观察到的线性MR（LMR）在WTe 2晶体，首先确定的发病，通过构建在低场的MR迁移率谱。LMR进一步加强，并在高于20特斯拉的领域占主导地位，而抛物线MR逐渐衰减。LMR在高达60特斯拉的高场下保持不饱和，即使在6.2 GPa的高压下也会持续存在。借助于密度泛函理论计算和详细的迁移率谱，我们发现LMR对高场、打破载流子平衡和迁移率抑制的应用是鲁棒的。角分辨光电子能谱揭示了一个独特的准线性费米能级附近的能量色散。我们的研究结果表明，鲁棒LMR是在WTe2的不饱和MR的下界。
2015-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Drastic pressure effect on the extremely large magnetoresistance in WTe2: quantum oscillation study
本文研究了最近发现的具有极大磁电阻效应的WTe $_2$单晶在常压和高压下的磁电阻量子振荡。通过对Shubnikov-de Haas振荡的分析，确定了四个费米面，并发现其中两个费米面在高压下仍然存在。这两个口袋的大小是相当的，但随着压力的增加，显示出越来越大的差异。在0.3 K和14.5 T下，磁电阻从常压下的1.25 $\times$ $10^5$ \%急剧下降到23.6 kbar下的7.47 $\times$ $10^3$ \%，这可能是由于费米面的相对变化引起的.这些结果支持的情况下，电子和空穴的人口之间的完美平衡是在WTe $_2$的极大的磁阻的起源。
2015-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence of Electron-Hole Imbalance in WTe2 from High-Resolution Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
WTe 2由于具有极大的非饱和磁电阻效应而引起了人们的广泛关注。这种巨磁阻的根本起源仍在争论中。利用基于激光的角分辨光电子能谱与高能量和动量分辨率，我们揭示了完整的电子结构的WTe 2。这使得可以精确地确定电子和空穴浓度及其温度依赖性。我们发现，随着温度的升高，总的电子浓度增加，而总的空穴浓度降低。这表明电子-空穴补偿效应只在一个很窄的温度范围内发生，在大部分温度范围内存在电子-空穴不平衡。我们的结果是不一致的完美的电子-空穴补偿图片，通常被认为是不寻常的磁阻在WTe 2的原因。我们确定了一个平坦的带附近的布里渊区中心，接近费米能级，并表现出明显的温度依赖性。这样的平带可以发挥重要的作用，在规定的运输性质的WTe 2。我们的研究结果提供了新的见解，了解不寻常的磁阻在WTe 2的起源。
2017-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Carrier Dynamics in the Large Magnetoresistance Material WTe$_{2}$
利用超快光抽运-探测光谱技术跟踪大磁电阻材料WTe $_{2}$中载流子的动力学行为。我们的实验揭示了一个快速的弛豫过程发生在亚皮秒的时间尺度上，这是由电子-声子热化，使我们能够提取的电子-声子耦合常数。在$\sim$ 5-15皮秒的时间尺度上发生的另外的较慢的弛豫过程归因于声子辅助的电子-空穴复合。随着温度从300 K降低，由于声子数量的减少，控制该过程的时间尺度增加。然而，低于$\sim$ 50 K时，复合时间的异常减少，这很可能是由于电子结构的变化，该变化与在该材料中观察到的大磁阻有关。
2015-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
MoTe2 : An uncompensated semimetal with extremely large magnetoresistance
过渡金属二硫属化合物（WTe $_2$和MoTe $_2$）最近引起了人们的广泛关注，因为在这些化合物中观察到的非饱和极大磁电阻（XMR）以及可能的II型Weyl半金属的预测。与拓扑绝缘体或狄拉克半金属的XMR线性依赖于场相反，在WTe $_2$和MoTe $_2$中，XMR非线性依赖于场，这表明了一种完全不同的机制。电子-空穴补偿已被提出作为WTe $_2$中的这种非饱和XMR的机制，而在低温下具有与WTe $_2$相同的晶体结构的MoTe $_2$的情况下，电子-空穴补偿尚不清楚。本文采用角分辨光电子能谱（ARPES）技术和第一性原理计算，研究了MoTe $_2$的低能电子结构和费米面拓扑结构，并与WTe $_2$的结构进行了比较，以了解XMR的机理。我们的测量结果表明，MoTe $_2$是一个未补偿的半金属，相反的WTe $_2$，其中已确定的补偿电子空穴口袋，排除了电荷补偿理论的非饱和XMR在MoTe $_2$的适用性。在此背景下，我们还讨论了现有的其他架构上的XMR这些化合物的适用性。
2017-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Hall effect in the extremely large magnetoresistance semimetal WTe$_2$
系统地测量了超大磁电阻半金属WTe $_2$的霍尔效应。通过仔细拟合霍尔电阻率的两个带模型，电子和空穴型载流子的载流子密度和迁移率的温度依赖性进行了测定。在低于$\sim$ 160 K时，我们观察到空穴密度的突然增加，这可能与先前的光电子能谱研究所报道的温度诱导的Lifshitz转变有关.此外，在低于50 ° K时，电子密度发生更显著的降低，从而在低温下产生相当的电子和空穴密度。我们的观测表明，在50~K以下，电子结构可能发生变化，这可能是电子-空穴"补偿“的直接驱动力，也可能是极大的磁电阻效应。数值模拟表明，这种材料不太可能是一个完美的补偿系统。
2015-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Signature of strong spin-orbital coupling in the large non-saturating magnetoresistance material WTe2
我们报告的详细电子结构的WTe $_2$的高分辨率角分辨光电子能谱。不同于以往报道的简单的一电子一空穴口袋型费米面拓扑结构，我们解决了一个相当复杂的WTe $_2$费米面。具体地，总共有九个费米口袋，包括布里渊区中心$Γ$处的一个空穴口袋，以及沿$Γ$ - $X$方向在$Γ$的每一侧上的两个空穴口袋和两个电子口袋。值得注意的是，我们已经观察到圆二色性，在我们的光电子能谱，这表明，轨道角动量表现出丰富的纹理在费米表面的各个部分。如先前对于拓扑绝缘体和Rashiba系统所报道的，这样的圆二色性是自旋轨道耦合（SOC）的特征。这是进一步证实了我们的密度泛函理论计算，自旋织构是定性再现SOC的共轭后果。由于背散射过程直接涉及的电阻率，我们的数据表明，SOC和相关的自旋和轨道角动量纹理可以被认为是在理解WTe $_2$的异常磁电阻。
2015-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Record magnetoresistance, enhanced superconductivity, and fermiology in WTe2
University of Washington（华盛顿大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究所）
通过改进的水平流输运技术制备高纯度WTe2晶体，发现其在低温下具有最大磁电阻，首次在电静态掺杂金属态中观测到量子振荡，且超导临界温度显著提高至1.8K。
2026-04-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Temperature effect on lattice and electronic structures of WTe$_2$ from first-principles study
二碲化钨（WTe $_2$）表现出极大且不饱和的磁电阻（MR）。由于Te-5 p和W-5 d轨道的空间扩展，WTe $_2$的电子性质对晶格结构很敏感，这可能会影响实验中发现的强温度依赖的MR。基于第一性原理计算，我们研究了温度对WTe $_2$晶格和电子结构的影响。数值计算结果表明，WTe $_2$的热膨胀系数具有很强的各向异性，且相当大.然而，温度（低于300 K）对WTe $_2$的费米面有明显的影响.我们的理论结果表明，热膨胀不是温度引起的磁电阻快速下降的主要原因。
2016-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mechanically tunable spontaneous vertical charge redistribution in few-layer WTe2
对称性破缺是凝聚态物质奇异性质的本质。二碲化钨（WTe $_2$）是过渡金属二硫族化合物家族中一种特殊的非中心对称晶体结构，具有非饱和磁电阻$^1$和类铁电特性$^4$等$^{1-4}$的新特性。在这里，使用第一性原理计算，我们表明，独特的层堆叠在WTe $_2$产生不同的强度在顶部和底部表面的表面偶极子在几层WTe $_2$。这导致电子/空穴载流子比的层依赖性和负责不寻常的磁阻的载流子补偿。利用层间剪切位移，表面偶极子是可调谐和可切换的。这可以解释最近在原子级薄的WTe $_2$薄膜$^4$中观察到的类铁电行为。此外，我们发现，剥离的表面层翻转的面外自旋纹理。所呈现的结果将有助于更深入地理解，操纵，并进一步探索的物理性质的WTe $_2$和相关的原子层材料，在电子和自旋电子器件的应用。
2018-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Dimensional Crossover of Mass Anisotropy in Ta-doped WTe2
School of Physical Sciences, Jawaharlal Nehru University（贾瓦哈拉尔·尼赫鲁大学物理科学学院）
通过角度依赖磁输运研究，发现Ta掺杂WTe2导致质量各向异性参数单调增加，准二维费米面特征加深，并在x=0.1时出现多口袋费米面，磁电阻急剧增大至~58,211%。
2026-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Gate-Tunable Negative Longitudinal Magnetoresistance in the Predicted Type-II Weyl Semimetal WTe2
开发新的电子材料和器件的进展一直是固体物理学的主要推动力。外尔半金属（Weyl semimetal，WSM）作为一种新的物质状态，特别是第二类WSM，由于具有奇异的费米面，它可以作为外尔费米子的出射准粒子，并可能具有新的电输运性质。然而，这种II型WSM材料在自然界中还没有实验观察到。在这项工作中，通过对预测的候选材料WTe 2的薄膜进行系统的磁输运研究，我们观察到显着的角度敏感（之间的电场和磁场）的负纵向磁阻（MR），这可能是由于在WSM的手性异常。这种现象也表现出很强的平面取向依赖性与负纵向MR沿钨链（轴）的情况下，这是一致的II型WSM的独特功能。通过施加栅极电压，我们证明了费米能量可以通过外尔点通过电场效应调谐，这是第一个报告的独特的输运性质在原位控制的WSM系统。我们的研究结果具有重要意义的研究模拟量子场论在固态系统中，并可能实现新类型的电子应用，如场效应手性电子器件的机会。
2016-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thickness Dependence of Magneto-transport Properties in Tungsten Ditelluride
本文研究了不同厚度的二碲化钨（WTe $_2$）薄片的电子结构，并对它们的磁输运性质进行了研究。随温度变化的电阻和磁阻（MR）的测量都证实了载流子平衡的破坏引起的厚度减小，这抑制了“打开”的行为和大的正MR。Shubnikov-de-Haas振荡的研究进一步证实了WTe $_2$的电子结构的厚度依赖性的变化，并揭示了可能的温度敏感的电子结构的变化。最后，我们报告的费米面的厚度依赖的各向异性，这表明，多层WTe $_2$是一个电子的三维材料，各向异性随着厚度的减小而减小。
2021-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Extremely large and significantly anisotropic magnetoresistance in ZrSiS single crystals
近年来，过渡金属碲化物（如WTe $_2$）由于其在磁传感器中的潜在应用而引起了人们的广泛关注。在这里，我们报告的观察非常大的磁电阻为3.0 $\times$ 10 $^4$ %，在2 K和9 T磁场沿[001]-ZrSiS对齐测量。当磁场从[001]倾斜到[011]-ZrSiS时，样品的磁电阻值发生了显著的变化（~1.4 $\times$ 10 $^4$ %）。这些反常的磁电阻行为可以通过电子空穴补偿和费米面的开轨道来解释。由于这些优异的MR性能，ZrSiS可用于新型磁传感器。
2016-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Large positive magnetoresistance in photocarrier doping potassium tantalites in the extreme quantum limit
我们报告的高场磁输运研究KTaO 3单晶。这种材料是在极端量子极限（EQL）研究的一个有前途的候选者。通过光载流子掺杂与360 nm的光，我们已经观察到一个显着的积极的，非饱和的，和线性的磁阻在低温下伴随着消失的霍尔系数。当冷却到10 K时，在12 T的磁场作用下，KTaO 3（100）的磁电阻值增加了433%.这种行为可以归因于所有电子只占据EQL中最低的朗道能级。在这种状态下，产生量子磁阻。这一结果为基于复杂材料的下一代磁性器件提供了新的见解，并增加了具有正磁阻的新材料家族。
2021-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Consequences of breaking time reversal symmetry in LaSb: a resistivity plateau and extreme magnetoresistance
时间反演对称性（TRS）保护了拓扑绝缘体（TI）的金属表面模。TI的鲁棒金属表面模式的运输签名是一个平台，逮捕指数发散的绝缘体随着温度的降低。在从Bi2Te2Se到SmB6的所有TI候选物中观察到这种普遍行为。最近，几种拓扑半金属（TSM）已被发现，表现出极端的磁阻（XMR）和TI的普遍电阻率的行为，揭示只有当打破TRS，一个制度，TI理论上不再存在。在这些新材料中，TaAs和NbP因其缺乏反转对称性而被提名为Weyl半金属，Cd 3As 2因其在费米能级处的线性带交叉而被提名为Dirac半金属，WTe 2因其完美的电子-空穴对称性而被提名为共振补偿半金属。在这里，我们介绍了LaSb，一种简单的岩盐结构材料，没有破缺的反转对称性，没有完美的线性带交叉，没有完美的电子空穴对称性。然而，锑化镧描绘了所有的异国情调的领域诱导上述半金属的行为在一个原型的方式。它显示了（a）在15 K时具有平台的通用TI电阻率，由磁场揭示，（b）平台区域中载流子的载流子迁移率，（c）具有非平凡Berry相位的量子振荡，以及（d）在9特斯拉时约为10000000%的XMR，只有WTe 2和NbP可以与之匹敌。由于其戏剧性的简单性，LaSb是理想的模型系统，制定一个理论上的理解打破TRS的TSM的异国情调的后果。
2015-10-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous magnetotransport properties of high-quality single crystals of Weyl semimetal WTe2: Sign change of Hall resistivity
本文报道了在B//c外加磁场作用下，用高质量的II型Weyl半金属WTe_2单晶体对霍尔效应的系统研究。剩余电阻率比为1330，在2 K下9 T下的大磁阻为1.5 \times 10^6%，在文献中处于最高级别，证明了它们的高质量。基于一个简单的双带模型，结合霍尔和电阻率数据，唯一地确定了电子和空穴载流子的密度（n_e和n_h）和迁移率（μ_e和μ_h）。在2K下ne和nh之间的差异约为1%，表明系统处于几乎补偿的条件下。在~20 K以下，由于μ h/μ e迅速增大而使霍尔负电阻率迅速增大，并趋于1。在低于3 K的低场区，我们发现霍尔电阻率变为正值，反映出μ_h/μ_e在此区域最终超过1。载流子密度和迁移率的这些反常行为可能与费米面上的Lifshitz跃迁和/或自旋织构的存在有关。
2017-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant semiclassical magnetoresistance in high mobility TaAs2 semimetal
本文报道了在高迁移率的TaAs 2半金属单晶中观察到的巨大正磁电阻效应。在很宽的温度范围内（T = 2-300 K），磁场B的二次函数对磁电阻的拟合很好，表明磁电阻具有半经典性质。霍尔效应和Shubnikov-de Haas振荡的测量以及能带结构的计算表明，巨磁电阻起源于TaAs 2中几乎完全补偿的电子和空穴。在B = 9 T和T = 2 K时，二次MR甚至可以超过1，200，000%，这是包括最近发现的WTe 2和NbSb 2在内的所有已知半金属化合物的最大值之一。TaAs_2中的巨正磁电阻不仅与磁系统中的负巨磁电阻有着根本不同的起源，而且提供了一个很好的互补系统，这将有利于在磁电子器件中的应用
2016-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Detection of Weyl Fermions and the Metal to Weyl-Semimetal phase transition in WTe$_2$ via broadband High Resolution NMR
第二类外尔半金属（WSM）WTe $_2$中的外尔费米子（WFs）在实验上很难分辨，因为外尔带在（E-k）空间的一个非常窄的区域内分散。在这里，通过使用DFT辅助的高分辨率$^{125}$ Te固态NMR（ssNMR）的温度范围内的$50$ K - $700$ K，我们成功地检测到低能量WF激发，并监测其随温度的演变。值得注意的是，WF出现在T $\sim 120$ K;在较低的温度下，WTe $_2$表现为金属。这种有趣的金属-WSM相变是由费米能级随温度的快速升高引起的，仅穿过低T金属相中的电子和空穴袋，而穿过节点附近的Weyl带-这是WFs出现的先决条件-仅对于T $>120$ K。
2021-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Extremely large magnetoresistance in a topological semimetal candidate pyrite PtBi2
虽然具有面心立方结构的黄铁矿型PtBi 2被预测为三维（3D）狄拉克半金属，但对其物理性质的实验研究仍然缺乏。本文报道了高磁场下PtBi_2单晶的角相关磁电阻（MR）测量。在33 T的磁场下，在T = 1.8 K时，我们观测到了高达1120万%的极大的非饱和磁电阻（XMR），超过了以前报道的Dirac材料，如WTe 2，LaSb和NbP。该晶体表现出一种高迁移率和显着的Shubnikov-de Hass（SdH）量子振荡与非平凡的Berry相位。霍尔电阻率分析表明，XMR是由近补偿的电子和空穴引起的。我们的实验结果与从头计算表明，黄铁矿PtBi 2是一个拓扑半金属候选人，这可能提供了一个平台，探索拓扑材料与XMR在贵金属合金。
2017-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extremely large magnetoresistance and ultrahigh mobility in the topological Weyl semimetal NbP
最近的实验揭示了概念简单的半金属的壮观的输运性质。例如，普通半金属（例如WTe $_2$）已经开始了实现大磁阻的新趋势，大磁阻是通过外部磁场改变电阻。外尔半金属（Weyl semimetal，WSM）是一种拓扑半金属，具有与石墨烯类似的无质量相对论性电子，具有不同于拓扑绝缘体（topological insulator，TI）的奇异输运性质和表面态。在这封信中，我们选择在磁输运实验中使用NbP，因为它的能带结构是WSM和正常半金属的组装。NbP中的这种组合确实导致观察到显着的输运性质，在1.85 K下具有850，000%的极大磁阻（室温下为250%）在9 T的磁场中没有任何饱和迹象，和5 $\times$ 10 $^6$ cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的载流子迁移率，并伴有强Shubnikov-de Hass（SdH）振荡NbP提出了一个独特的例子，随后设计材料的功能相结合的拓扑和常规相。
2015-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Extremely large linear magnetoresistance in Antimony crystal
本文报道了在锑（Sb）晶体中观测到的极大非饱和线性磁电阻效应。在磁场为9 T时，在2K时的磁电阻（XMR）为43000%，在室温下的磁电阻（$\sim\ $）为70%.霍尔测量揭示了载流子的非常高的迁移率$\sim\ $ 3.8 × 10 $^{4}$ cm $^{2}$ /Vs以及载流子浓度和迁移率的强温度依赖性。MR和交叉场（B $_{c}$）从二次到线性MR的迁移率和迁移率的倒数的相应标度描述了该晶体中大线性MR的经典起源，如由无序系统的Parish和Littlewood（PL）模型所建议的。
2020-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-field phase diagram of extreme magnetoresistance in lanthanum monopnictides
最近在LaSb中发现的极强磁电阻效应为研究拓扑半金属提供了一个新的平台。在这项工作中，我们报告的发现，极端的磁阻LaBi，确认镧nitride作为一个有前途的家庭的TSM。这些具有简单岩盐结构的二元化合物是寻找极端磁电阻起源的理想模型体系。通过对LaBi和LaSb中磁输运效应的比较研究，我们构建了一个三角形温度场相图，说明了磁场如何调谐这些材料中的电子行为。我们表明，三角形相图可以推广到其他拓扑半金属具有不同的晶体结构和不同的化学组成。通过比较我们的实验结果的能带结构计算，我们认为，在LaBi和LaSb的极端磁电阻起源于一个特定的轨道纹理准二维费米表面。由自旋-轨道耦合驱动的轨道织构可能是各种拓扑半金属的普遍特征。
2017-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Extreme magnetoresistance induced by Zeeman effect-driven electron-hole compensation and topological protection in MoSi$_2$
磁阻是由磁场引起的材料电阻率的变化。最近的研究表明，在几种非磁性半金属中存在极大的磁电阻，这可以用电子空穴补偿或费米表面拓扑结构或两者的结合来解释。在这里，我们提出了一个单晶体的研究MoSi $_2$，它具有非常大的磁阻，接近近10 $^7$ %，在2 K和14 T磁场。结果表明，MoSi $_2$中的电子-空穴补偿能级随磁场的变化而变化，这是由于强的塞曼效应引起的，有利于提高非饱和磁电阻。在de Haas-van Alphen振荡中的非平凡Berry相和对载流子的后向散射的适度抑制为这种半金属的拓扑性质提供了支持。拓扑保护的载流子的超大载流子迁移率将MoSi 2的磁电阻增强到前所未有的大值。
2017-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Extremely large magnetoresistance and high-density Dirac-like fermions in ZrB2
本文报道了一种预测的拓扑半导体材料ZrB_2单晶的输运性质的详细研究。ZrB_2具有极大的磁电阻和场致电阻率的上升和平台。这些行为可以很好地理解的双带模型与完美的电子-空穴补偿和高载流子迁移率。更重要的是，与已知的拓扑半金属相比，具有小有效质量和非平凡Berry相的电子具有显着高的密度。这强烈表明ZrB 2中含有类Dirac的非对称线费米子。
2017-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Probing the Origin of Extreme Magnetoresistance in Pr/Sm Mono-Antimonides/Bismuthides
结合角分辨光电子能谱和磁输运测量，系统地研究了Pr/Sm单锑化物/铋化物（PrSb，SmSb，PrBi，SmBi）中极端磁电阻的可能来源.我们的光电子能谱测量结果表明，体带反转和表面状态是不存在的（本）在Pr/Sm锑化物（铋化物），这意味着拓扑表面状态是不可能发挥重要作用，所观察到的极端磁阻。结果表明，在10 ~ 150 K温度范围内，这些化合物的电子-空穴补偿都很好，体能带结构没有明显的温度依赖性。同时拟合的磁阻和霍尔系数表明，载流子迁移率显着增强，在低温下，这自然解释了极端的磁阻在高温下的抑制。因此，我们的研究结果表明，在这些化合物的极端的磁电阻可以很好地占两个带模型具有良好的电子空穴补偿。最后，我们发现PrSb和SmSb在X点附近表现出高度线性的体带，并且靠近拓扑平凡相和非平凡相之间的过渡点，这可能与观察到的异常量子振荡有关。
2019-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extreme Magnetoresistance in Magnetic Rare Earth Monopnictides
最近，在拓扑半金属的新材料背景下，已经探索了某些系统的电阻对磁场的急性敏感性，称为极端磁阻（XMR）。以WTe $_{2}$和稀土铌酸盐La（Sb，Bi）为例，这些系统往往是非磁性的、几乎补偿的半金属，并且代表了由本征电子结构驱动的大磁阻的平台。在这里，我们探讨后一个家庭的半金属磁性成员的电子输运，并发现XMR强烈调制的磁秩序。特别地，CeSb在9 T的磁场下表现出超过$1.6 \times 10^{6}$ %的XMR，而磁阻本身在各个磁相上是非单调的，并且在高于磁有序温度$T_{N}$的磁场下显示出从负磁阻到XMR的转变。XMR的幅度大于包括非磁性构件在内的其他稀土铌酸盐，并且对于30 T以上的场遵循非饱和幂律。我们表明，整体响应可以被理解为调制的电导率的Ce轨道状态和中间温度可以通过一个有效的介质模型。轨道淬灭化合物GdBi的比较支持XMR与磁有序和补偿的发病的相关性，并突出了独特的组合，轨道反转和I型磁有序CeSb在确定其大的响应。这些发现提出了一个范例的磁轨道控制XMR和相关的稀土为基础的相关拓扑材料的理解。
2017-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Extremely high magnetoresistance and conductivity in the type-II Weyl semimetals WP2 and MoP2
具有狄拉克和外尔交叉的半金属的特殊能带结构可以导致壮观的电子特性，例如伴随着极高的磁阻的大迁移率。特别是，两个紧密相邻的外尔点相同的手征被保护从湮灭的结构扭曲或缺陷，从而显着降低它们之间的散射概率。在这里，我们提出了过渡金属二磷化物，WP 2和MoP 2，这是II型Weyl半金属与强大的Weyl点的电子性质。我们目前的运输和角分辨光电子能谱测量，和第一性原理计算。我们的WP 2单晶在63 T和2.5 K下显示出3 nohm-cm的极低的剩余低温电阻率，伴随着超过2亿%的巨大和高度各向异性的磁阻。这些特性可能是该化合物中表达的新型Weyl费米子的结果。我们观察到一个大的抑制载流子背散射在WP 2从运输测量。
2017-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic and extreme magnetoresistance in the magnetic semimetal candidate Erbium monobismuthide
稀土铌酸盐具有丰富的物理行为，其基态的自旋序和轨道序最为显著。在这里，我们生长了ErBi单晶，并研究了它的磁、热、电性质。磁熵和磁化强度的分析表明，ErBi的弱磁各向异性可能来源于混合效应，即Er 3+（4f 11）的各向异性基态与各向同性激发态通过交换相互作用混合。在低温下，观察到一个非常大的磁电阻（~104%）与抛物线磁场的依赖关系，这可以归因于几乎完美的电子空穴补偿和载流子迁移率。当磁场在ab（ac）平面内旋转，电流沿b轴流动时，ErBi中的角磁阻表现出二重（四重）对称性。在LaBi中也观察到类似的情况，其中各向异性费米面主导低温输运。理论计算表明，ErBi在费米能级附近的电子能带结构与LaBi相似。这些结果表明，ErBi的角磁电阻主要由其各向异性的费米面拓扑结构决定。此外，还讨论了自旋相关散射、自旋-轨道散射和退磁关联对ErBi角磁电阻的影响。
2020-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Possible origin of extremely large magnetoresistance in the topological insulator CaBi2 single crystal
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）
研究揭示了拓扑绝缘体CaBi₂单晶在低温下极大地磁电阻率的可能起源，通过Kohler标度定律和Hall效应测量解释了其机制。
2022-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Extremely large magnetoresistance and Fermi surface topology of PrSb
我们报告的磁输运测量PrSb在高磁场。我们的研究结果表明，PrSb在低温下表现出非常大的磁阻（XMR）。同时，角度相关的磁阻测量被用来探测费米面通过Shubnikov-de Haas（SdH）振荡。的$α$分支的频率的角度依赖性表明，该费米面片的二维字符，而该分支的有效质量作为角度的函数，显示了四重签名。在32~T范围内，研究了费米面随场的演化.费米面增大到14~T时，振荡频率在较高场下趋于恒定。同时，我们的剩余朗道指数的分析，从高场数据揭示了零贝里相位，因此平凡的费米面拓扑。
2017-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Distinct Electronic Structure for the Extreme Magnetoresistance in YSb
最近在几种非磁性半金属中观察到了极端的磁阻效应。越来越多的实验和理论证据表明，XMR可以通过拓扑保护或电子空穴补偿来驱动。在这里，通过研究的XMR材料，YSb的电子结构，我们提出的光谱证据的一个特殊的情况下，缺乏拓扑保护和完美的电子空穴补偿。进一步的研究表明，电子和空穴迁移率之间的巨大差异和适度的载流子补偿的协同作用可能有助于在YSb的XMR。
2016-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Extreme magnetoresistance and Shubnikov-de Haas oscillations in ferromagnetic DySb
代表性的稀土铌酸盐的电子结构（即，DySb）在高磁场（即，在铁磁状态下）从实验和理论两个方面进行了研究。观察到非饱和的极大正磁阻（XMR）（在1.8 K和38.7 T下高达3.7 * 10^4%），以及由我们的第一性原理计算很好地再现的Shubnikov-de Haas振荡。三个可能的XMR起源进行了研究。虽然理论上发现了能带反转，表明DySb可能是拓扑非平凡的，但它深深地低于费米能级，这排除了XMR的拓扑性质。类电子和类空穴载流子的总密度没有得到完全补偿，这表明补偿不太可能解释XMR。XMR最终被理解为与陡峭的线性带相关的高迁移率。这一发现对进一步研究稀土铌酸盐的XMR具有重要意义。
2018-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Extreme magnetoresistance in the topologically trivial lanthanum monopnictide LaAs
镧系双金属氧化物LaBi和LaSb由于具有不寻常的极磁阻效应而引起了人们的广泛关注。对此有两类解释：非平凡拓扑的存在，以及电子和空穴密度之间的补偿。在这里，通过合成该家族的新成员LaAs，并进行输运测量、角分辨光电子能谱（ARPES）和密度泛函理论（DFT）计算，我们表明（a）LaAs保留了XMR效应的所有定性特征，但与LaSb和LaBi相比幅度显著降低，（b）LaAs中没有能带反转或狄拉克锥表明拓扑结构对XMR是无关紧要的，（c）电子和空穴载流子的相等数量表明XMR需要补偿，但不能解释其大小，（d）LaAs中电子和空穴迁移率的比值与LaSb和LaBi相比有很大的不同。我们认为，补偿是负责的XMR配置文件和迁移率失配约束的XMR的大小。
2018-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Topological phase transition induced extreme magnetoresistance in TaSb$_{2}$
我们报告了在1.5 K和15 T的中等条件下，TaSb $_{2}$单晶的172万%的极大正磁阻。磁阻（MR $\propto\,B^{1.96}$）的二次增长在高达15 T时不饱和，这是该半金属中电子和空穴袋之间的$<0.1\%$失配的几乎完美补偿的表现。补偿机制被证实与温度相关的MR，霍尔和热电系数的Nernst和Seebeck，揭示了两个明显的费米面重建过程，没有自发对称性破缺，\textit{i.e.} Lifshitz转变，分别在20 K和60 K左右。利用磁电阻和磁化率的量子振荡，通过密度泛函理论计算，我们确定了TaSb $_{2}$的主空穴费米面沿$F-L$线形成了独特的肩状结构.该肩袋的平带顶部仅比费米能级高几meV，导致在20 K时肩袋消失时观察到的拓扑相变。温度的进一步升高将费米能级推到主空穴袋的带顶，在60 K时，当空穴袋完全消失时，引起第二次Lifshitz跃迁。
2016-03-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Extremely large magnetoresistance induced by hidden three-dimensional Dirac bands in nonmagnetic semimetal InBi
在半金属铟铋中发现了极大的正磁阻效应。使用几个单晶具有不同的剩余电阻率比（RRRs），我们发现，XMR强烈依赖于RRR（样品质量）。假设这些单晶中的有效质量m* 和载流子浓度没有变化，这种依赖性可以用半经典双载流子模型来解释。包括自旋轨道相互作用（SOI）的第一性原理计算揭示了InBi在M和R点具有补偿载流子平衡和SOI诱导的“隐藏”三维（3D）狄拉克带。由于小的m* 和大的载流子迁移率将被实现，这些隐藏的3D狄拉克带应该在InBi中的XMR中发挥重要作用。我们建议，这一功能可以作为一种新的策略，用于创建XMR半金属。
2018-12-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Record-high Mobility and Extreme Magnetoresistance on Kagome-lattice in Compensated Semimetal Ni3In2S2
kagome晶格晶体具有许多有趣的性质，包括阻挫磁性、电荷序、拓扑态、超导电性和相关现象。为了获得用于电子和自旋电子学应用的高性能卡戈梅晶格化合物，需要仔细调整能带结构。本文采用输运测量、角分辨光电子能谱和从头算方法研究了Kagome点阵晶体Ni 3 In 2S 2的电子结构。传输测量显示Ni 3 In 2S 2作为补偿半金属，具有创纪录的高载流子迁移率（空穴和电子的~8683 cm 2 V-1 S-1和7356 cm 2 V-1 S-1）和极端的磁阻（在2 K和13 T时为15518%）。这些特殊的性质很好地解释了它的能带结构与间接的间隙，小的电子/空穴口袋和大带宽的3d电子的Ni的kagome晶格。这项工作表明，晶体场和掺杂作为关键的调谐旋钮，以优化在kagome晶格晶体中的输运性质。我们的工作为kagome晶格半金属在电子学和自旋电子学方面的应用提供了材料基础和优化途径。
2023-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Extremely Large Magnetoresistance and Electronic Structure of TmSb
我们报道了TmSb的磁输运性质和电子结构。TmSb在低温和高磁场下表现出极大的横向磁电阻和Shubnikov-de Haas（SdH）振荡。有趣的是，从SdH振荡中观察到了由非对称自旋轨道相互作用引起的费米面分裂。角相关的SdH振荡的分析说明了每个费米面的电导率的贡献。电子结构的角度分辨光电子能谱（ARPES）和第一性原理计算表明，在$X$点的间隙和带反转的情况下。结合从SdH振荡中提取的平凡Berry相和从Hall测量中得到的几乎相等的电子和空穴浓度，我们认为TmSb是一种拓扑平凡的半金属，所观察到的XMR源于电子-空穴补偿和高迁移率。
2017-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance in the Extreme Quantum Limit: Field-Induced Crossover to the Unitarity Limit
本文在极端量子极限下研究磁电阻，揭示散射率从玻恩区到幺正极限的磁场诱导渡越，并据此解释线性横向磁电阻与负纵向磁电阻，同时给出由电阻率直接测定杂质密度的普适关系。
2025-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Extremely Large and Angle-Dependent Magnetoresistance in Kagome Dirac Semimetal RFe$_6$Sn$_6$ (R=Ho, Dy)
研究RFe$_6$Sn$_6$（R=Ho, Dy）的磁性与磁输运，发现高温反铁磁序、低温弱铁磁序及电子–空穴补偿导致的极大各向异性磁阻。
2025-09-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Materials and possible mechanisms of extremely large magnetoresistance: A review
磁电阻（MR）是物质的电阻随外界磁场变化的特性，反映了物质的各种物理起源和微观结构。大磁电阻，即对低外场的巨大响应，一直是工业技术中有用的功能特征，也是物理学家和材料科学家追求的核心目标。传统的大磁电阻材料主要是锰氧化物，其巨磁电阻（CMR）可高达~ 90%。主导机制归因于由外场对准的自旋配置，这减少了磁散射，从而减少了电阻。近年来，一些新的体系表现出极大的不饱和MR（XMR）。与普通金属不同，这些系统的正MR可达103-108%，并在超高磁场下持续存在。XMR材料主要是金属或半金属，分布在高迁移率的拓扑或非拓扑系统中，有些是磁性的，这意味着广泛的应用场景。XMR的物理起源机制多种多样，包括电子-空穴补偿机制、陡峭能带机制、高剩余电阻比机制、拓扑费米子机制等。此外，XMR的研究与其他新兴的物理学和材料学研究（如拓扑物质、二维材料等）有很大程度的重叠或密切相关，这使得阐明XMR的机理变得更加重要。此外，所公开的新颖性质将为功能器件的设计和开发奠定广泛而坚实的基础。在这篇评论中，我们将按以下顺序讨论几个方面：...
2021-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Mobility induced unsaturated high linear magnetoresistance in transition-metal monopnictides Weyl semimetals
半金属过渡金属氧化物中Weyl费米子的发现是凝聚态物理的重大突破。Weyl半金属的特征是存在鲁棒Weyl点和费米弧形式的非闭合拓扑表面态。Weyl半金属过渡族铌酸盐的四种化合物，即NbP、TaP、NbAs和TaAs，都表现出极高的迁移率和不饱和的高磁电阻（MR）。例如，NbP在1.85 K时的MR值为8.5x10^5%，TaAs在3 K、9 T时的MR值为1.5x10^5%。NbP在2 K下也实现了非常低的残余电阻率值0.63微欧姆cm，这是由于抑制了散射，导致超高迁移率5x10^6 cm^2/Vs。有趣的是，我们发现这些化合物的迁移率对于如此大的MR起着重要的作用。
2016-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Influence of length and measurement geometry on magnetoimpedance in La0.7Sr0.3MnO3
结果表明，La_（0.7）Sr_（0.3）MnO_3在室温下具有极高的交流磁电阻效应（H = 100 mT，f = 3-5 MHz时为47%），且电抗随磁场的变化呈现双峰特性.然而，与直流磁阻不同，对于固定长度的样品（li），交流磁阻和磁阻的幅度随着电压探针之间的间隔（lv）的减小而减小。相反，当lv固定时，li的变化对磁阻抗的影响可以忽略不计。我们的研究结果表明，高频电输运是敏感的局部变化的磁导率。
2009-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Valley-Mismatched Altermagnet for Giant Tunneling Magnetoresistance
Harbin Institute of Technology, Shenzhen（哈尔滨工业大学（深圳））；Tsinghua University（清华大学）；Shanxi University（山西大学）
本文提出基于自旋输运理论的交替磁体异质结模型，预测了KV₂Se₂O的巨隧道磁电阻，并通过第一性原理计算验证其在室温下的高密度非易失存储应用潜力。
2026-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Observation of an Unusual Colossal Anisotropic Magnetoresistance Effect in an Antiferromagnetic Semiconductor
寻找具有大磁输运响应的新型反铁磁材料是构建未来高稳定性、快开关速度和高密度自旋电子器件的迫切需求。本文报道了层状结构反铁磁二元稀土二硫属化合物EuTe_2的巨各向异性磁电阻效应。AMR达到40000%，这是4个数量级以上，在传统的反铁磁合金。结合磁化强度、电阻率和理论分析表明，巨磁电阻效应是一种矢量场可调能带结构的新机制，而不是传统的自旋轨道耦合机制.此外，还揭示了具有局域自旋的Eu层和具有巡游载流子的Te层的轨道之间的强杂化对于大AMR效应是极其重要的。我们的研究结果提出了一个新的方向探索AFM材料具有突出的磁输运特性，这创造了一个前所未有的机会，AFM自旋电子学的应用。
2021-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Raman scattering study of large magnetoresistance semimetals TaAs$_2$ and NbAs$_2$
我们对超大磁电阻化合物TaAs $_2$和NbAs $_2$进行了偏振和变温拉曼散射测量。利用对称性分析和第一性原理计算相结合的方法，对两种晶体中的所有喇曼激活模，包括6个A $_g$模和3个B $_g$模进行了清晰的观察和归属.所观察到的模式与旋转晶体取向的良好解决的周期性强度调制，验证每个指定的模式的对称性，并拟合实验确定的拉曼张量矩阵的元素。在两种化合物中看到的两个A $_g$模式的加宽使我们能够估计电子-声子耦合常数，这表明半金属TaAs $_2$和NbAs $_2$中的电子-声子耦合相对较小。本研究提供了TaAs $_2$和NbAs $_2$的基本晶格动力学信息，并可能有助于理解其超大磁电阻效应。
2017-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Nonsaturating large magnetoresistance in the high carrier density nonsymmorphic metal CrP
高载流子密度金属CrP的能带结构在布里渊区的Y点处具有有趣的交叉。交叉，这是由空间群的非对称对称性的保护，导致在Y附近的混合，半狄拉克样的能量动量色散关系。沿Y- $Γ$的线性能量-动量色散关系使人联想到在几种半金属极大磁电阻（XMR）材料中观察到的能带结构。我们已经测量了横向磁阻的磷化铬高达14 T的温度低至$\sim$ 16 mK。我们的数据揭示了一个非饱和，二次磁阻以及所谓的'打开'温度的电阻率的温度依赖性的行为。尽管磁阻的大小不同，而且磷化铬不是半金属，但这些特性在性质上与XMR材料的观测结果相似。因此，高场电输运的研究磷化铬提供的前景，确定在广泛的金属中观察到的非饱和，二次磁阻的可能起源。
2019-03-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Magnetoresistance through a single molecule
使用单分子来设计电子器件是一种极具挑战性的，从根本上不同的方法，以进一步缩小电子电路。双端分子器件如二极管首先被预测[1]，最近，实验测量[2]。门的加入使分子晶体管的研究成为可能[3-5]。一般来说，为了提高数据处理能力，不仅要考虑电子的电荷，还要考虑它的自旋[6，7]。这个概念已经在由薄金属膜组成的巨磁阻（GMR）结中开创[8，9]。然而，跨分子的自旋输运，即分子自旋电子学仍然是一项具有挑战性的工作。作为这一领域的重要的第一步，我们已经完成了一个实验和理论研究自旋输运的分子GMR结由两个铁磁电极由一个单一的氢酞菁（H2 Pc）分子桥接。我们观察到，即使H2 Pc本身是铁的，将其纳入分子结可以提高一个数量级的磁电阻到52%。
2011-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetism and large magnetoresistance in GdBi single crystal
用助熔剂法生长了具有岩盐型立方晶体结构、空间群为$Fm\bar{3}m$的二元等原子化合物GdBi单晶。在取向良好的单晶上进行了电磁测量。Gd磁矩在$T_{\rm N} = 27.5$ ~K处为反铁磁有序。沿主晶向[100]在$2$ ~K处进行的磁化强度测量未显示任何变磁性转变，且在高达$7$ ~T时无饱和迹象。零场电阻率揭示了一个急剧下降，在$27.5$ ~K表明减少自旋无序散射由于反铁磁排列的Gd时刻。在$2$ ~K处的剩余电阻率为390~n $Ω$ cm，表明生长的晶体质量良好。在磁场为$14$ ~T，温度为$T = 2$ ~K时，磁电阻值为$1.0~\times~10^{4}\%$，无饱和迹象。在磁电阻的高场范围内观察到了舒布尼科夫-德哈斯（SdH）振荡，对应于费米面的极值区域有五个不同的频率。霍尔数据的分析揭示了一个近补偿的电荷载流子占极大的磁阻。
2021-11-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Intertwined magnetoresistance and Hall multifunctionality in a non-coplanar magnetic Weyl semimetal DyB4
University of Tennessee, Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
本研究确定DyB4为兼具线性色散能带与非共面磁性的磁性外尔半金属，其磁输运兼具四种罕见特性，为多功能磁性拓扑材料提供了新平台。
2026-07-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
