SHMFF用戶在磁性拓撲材料EuAgSb單晶物性研究中取得新進展

近日，中國科學院合肥物質(zhì)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(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置（SHMFF）物性測試系統(tǒng)，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(fā)表。

磁性拓撲材料在磁開關(guān)、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(diào)控，從使材料的能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。這使EuAgSb單晶可以作為研究磁性與拓撲相關(guān)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(tǒng)研究了該材料的磁、比熱、磁電阻等物性。研究發(fā)現(xiàn)，該單晶在低溫出現(xiàn)反鐵磁轉(zhuǎn)變（奈爾溫度TN約為6.8 K），提高磁場強度能夠抑制該轉(zhuǎn)變。比熱測量結(jié)果證實，反鐵磁轉(zhuǎn)變導致該材料磁熵的增大。零場下的電阻測量結(jié)果表明該材料具有金屬性質(zhì)；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(xù)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(fā)現(xiàn)了該材料在溫度低于TN時表現(xiàn)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(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

實驗結(jié)果表明，EuAgSb單晶的磁、比熱及電學性質(zhì)之間存在關(guān)聯(lián)，且該關(guān)聯(lián)主要由該材料的磁結(jié)構(gòu)受溫度及磁場的調(diào)控導致。溫度及磁場調(diào)變了EuAgSb單晶中的磁結(jié)構(gòu)，改變了磁熵及能帶結(jié)構(gòu)，從而引起了磁、比熱及電學性質(zhì)的變化。

該研究能夠深化人們對磁性拓撲材料中磁結(jié)構(gòu)與物性之間關(guān)系的理解，也為基于磁性拓撲材料的器件研發(fā)提供實驗基礎(chǔ)。

圖1. EuAgSb單晶的霍爾效應、反?；魻栃巴負浠魻栃治鼋Y(jié)果