【仪表网 研发快讯】近日，中国科学院合肥物质院强磁场中心韩玉岩与安徽大学阚绪材、高文帅合作，依托稳态强磁场实验装置(SHMFF)物性测试系统，在EuAgSb单晶的物性研究方面取得了新进展。该成果在Journal of Alloys and Compounds上在线发表。
磁性拓扑材料在磁开关、磁存储器等器件中有巨大的应用潜力，合成磁性拓扑材料并探索其物理特性尤为重要。研究团队聚焦于Eu基三元化合物EuRPn(R = Cu, Ag, Au, Pn = P, As, Sb, Bi)这一体系中的EuAgSb单晶，该材料体系中的Sb原子含有准二维狄拉克费米子；Eu原子磁矩的取向可通过温度和磁场进行调控，从使材料的能带结构发生改变。这使EuAgSb单晶可以作为研究磁性与拓扑相关性的理想样本。
研究团队通过助熔剂法制备了EuAgSb单晶，利用SHMFF物性测试系统研究了该材料的磁、比热、磁电阻等物性。研究发现，该单晶在低温出现反铁磁转变(奈尔温度TN约为6.8 K)，提高磁场强度能够抑制该转变。比热测量结果证实，反铁磁转变导致该材料磁熵的增大。零场下的电阻测量结果表明该材料具有金属性质；在TN附近，Eu磁矩有序度热涨落的增强导致电阻率增加；随着温度继续降低，载流子受到的散射随着Eu磁矩长程序的形成逐渐减弱，从而使材料的电阻率进一步减小。
研究团队对EuAgSb单晶的霍尔效应进行了研究，发现了该材料在温度低于TN时表现出明显的反常霍尔效应(AHE)及拓扑霍尔效应(THE)；当温度高于TN，AHE及THE消失。表明了EuAgSb单晶的AHE及THE同材料的磁结构密切相关。
实验结果表明，EuAgSb单晶的磁、比热及电学性质之间存在关联，且该关联主要由该材料的磁结构受温度及磁场的调控导致。温度及磁场调变了EuAgSb单晶中的磁结构，改变了磁熵及能带结构，从而引起了磁、比热及电学性质的变化。
该研究能够深化人们对磁性拓扑材料中磁结构与物性之间关系的理解，也为基于磁性拓扑材料的器件研发提供实验基础。
安徽大学与强磁场中心联合培养的研究生殷沪鑫为论文第一作者，强磁场中心韩玉岩和安徽大学阚绪材、高文帅为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金项目以及强磁场科学中心理化公共技术中心、低功耗量子材料与器件安徽省重点实验室的支持。
图1. EuAgSb单晶的霍尔效应、反常霍尔效应及拓扑霍尔效应分析结果
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