张国召博士在半金属铁磁体CrO2输运行为的压力调控研究方面取得新进展

近日,我院张国召博士在半金属铁磁体CrO2行为压力调控研究方面取得新进展。研究成果以High-Pressure Magnetic Properties and Electrical Transport Behaviors of Half-Metallic Ferromagnet CrO2(《半金属铁磁体CrO2的高压磁学性质和电输运行为》)为题,发表在《Physical Chemistry Chemical Physics》(《物理化学化学物理》)上。

 

1 不同压力CrO2电阻率

CrO2是典型的半金属铁磁材料,费米能级具有接近100%的自旋极化,已广泛应用于磁记录材料和自旋电子器件,如磁记录头、磁存储器、磁传感器和自旋晶体管等。工作中,基于课题组自主搭建的变温高压原位霍尔效应测量系统,获取了CrO2电阻率(如图1所示)、磁阻、霍尔系数和载流子迁移率等参量随压力的演化关,结合第一性原理计算,揭示了高压半金属铁磁体CrO2磁学性质和电输运行为。研究结果表明,压力诱导的结构相变会导致CrO2的霍尔系数、载流子浓度和迁移率发生不连续变化,而载流子浓度的降低和迁移率的增加,导致电阻率随着压力增加而连续性降低。此外,在外加磁场(0±15KOe)下,CrO2现出线性负磁阻效应,由于压力对双交换机制的影响,线性负磁阻对称性随着压力的增加逐渐变差。研究结果对于深入理解半金属和铁磁材料的输运机制提供了新思路。

本文第一作者为350vip浦京集团(中国)股份有限公司物理科学与信息工程学院张国召博士,通讯作者为张海娃博士、王庆林副教授和刘才龙教授,崔守鑫副教授、冯振豹副教授、王光宇博士及江苏师范大学李印威教授参与了部分研究工作。该项研究得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金和山东省泰山学者专项基金计划等项目的资助。

论文全文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/cp/d2cp05684d/unauth#!divRelatedContent&articles

 

审稿:刘才龙