【儀表網 研發快訊】近日，中國科學院合肥物質院強磁場中心韓玉巖與安徽大學闞緒材、高文帥合作，依托穩態強磁場實驗裝置(SHMFF)物性測試系統，在EuAgSb單晶的物性研究方面取得了新進展。該成果在Journal of Alloys and Compounds上在線發表。
磁性拓撲材料在磁開關、磁存儲器等器件中有巨大的應用潛力，合成磁性拓撲材料并探索其物理特性尤為重要。研究團隊聚焦于Eu基三元化合物EuRPn(R = Cu, Ag, Au, Pn = P, As, Sb, Bi)這一體系中的EuAgSb單晶，該材料體系中的Sb原子含有準二維狄拉克費米子；Eu原子磁矩的取向可通過溫度和磁場進行調控，從使材料的能帶結構發生改變。這使EuAgSb單晶可以作為研究磁性與拓撲相關性的理想樣本。
研究團隊通過助熔劑法制備了EuAgSb單晶，利用SHMFF物性測試系統研究了該材料的磁、比熱、磁電阻等物性。研究發現，該單晶在低溫出現反鐵磁轉變(奈爾溫度TN約為6.8 K)，提高磁場強度能夠抑制該轉變。比熱測量結果證實，反鐵磁轉變導致該材料磁熵的增大。零場下的電阻測量結果表明該材料具有金屬性質；在TN附近，Eu磁矩有序度熱漲落的增強導致電阻率增加；隨著溫度繼續降低，載流子受到的散射隨著Eu磁矩長程序的形成逐漸減弱，從而使材料的電阻率進一步減小。
研究團隊對EuAgSb單晶的霍爾效應進行了研究，發現了該材料在溫度低于TN時表現出明顯的反常霍爾效應(AHE)及拓撲霍爾效應(THE)；當溫度高于TN，AHE及THE消失。表明了EuAgSb單晶的AHE及THE同材料的磁結構密切相關。
實驗結果表明，EuAgSb單晶的磁、比熱及電學性質之間存在關聯，且該關聯主要由該材料的磁結構受溫度及磁場的調控導致。溫度及磁場調變了EuAgSb單晶中的磁結構，改變了磁熵及能帶結構，從而引起了磁、比熱及電學性質的變化。
該研究能夠深化人們對磁性拓撲材料中磁結構與物性之間關系的理解，也為基于磁性拓撲材料的器件研發提供實驗基礎。
安徽大學與強磁場中心聯合培養的研究生殷滬鑫為論文第一作者，強磁場中心韓玉巖和安徽大學闞緒材、高文帥為共同通訊作者。該工作得到了國家自然科學基金項目以及強磁場科學中心理化公共技術中心、低功耗量子材料與器件安徽省重點實驗室的支持。
圖1. EuAgSb單晶的霍爾效應、反常霍爾效應及拓撲霍爾效應分析結果
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