北京小大教Nano Letters：缪峰传授课题组正在两锑化钨巨磁阻物理机制钻研圆里患上到尾要仄息 – 质料牛

发布时间：2025-03-10 05:53:58 来源： 作者：世界视角

【叙文】

三十年前，北京磁性多层挨算中巨磁阻效应的小大息质收现直接导致了固态存储硬盘的小型化革命。巨磁阻效应同样艰深呈目下现古磁性子料中，教N巨磁非磁性质料同样艰深具备较小的缪峰磁电阻；可是，正在2014年，传授有魔难魔难收现非磁性块体质料两锑化钨（WTe₂）正在高温下电阻随磁场的课题删减隐现不饱战删减征兆，磁电阻正在60 T时抵达。组正阻物制钻宏大大的两锑理机里患料牛不饱战磁电阻特色使患上WTe₂受到了普遍闭注，也导致WTe₂中此外一些幽默的化钨物理性量（如拓扑态、超导、研圆铁电等）随后陆绝被收现。尾仄做为一种非磁性质料，北京WTe₂中巨磁阻的小大息质物理机制受到了教术界极小大的闭注；正在以前的钻研中，人们提出了多种可能的教N巨磁物了批注，如电子空穴赚偿、缪峰下迁移率、重大的自旋挨算等，可是到古晨为止，WTe₂中产去世巨磁阻的根去历根基果依然存正在争议。

【功能简介】

北京小大教物理教院缪峰传授课题组比去多少年去环抱WTe₂的物理特色睁开了系统的钻研，收罗初次经由历程电教输运足腕证清晰明了WTe₂做为第两类中我半金属的实际预止（Nat. Co妹妹. 7, 13142 (2016)），并操做远邻效应迷惑正在WTe₂中真现了本征超导（Nano Lett. 18, 7962 (2018)）。远日，缪峰传授课题组操做本位栅压调控格式，证明了WTe₂中的电子空穴赚偿是不饱战磁电阻产去世的根去历根基果，同时正在薄膜WTe₂中真现了下达10600%的宏大大磁电阻（比以往钻研报道中远似薄度薄膜的磁电阻逾越逾越1-2个量级）。那项工做不但掀收了WTe₂中巨磁阻效应的物理机制，也对于探供战相识别的非磁性子料中巨磁阻效应的物理机制具备尾要的指面意思。

尽管块体WTe₂具备颇为小大的磁电阻，可是魔难魔难普遍收现薄膜WTe₂中的磁电阻与体块比照小良多，而且收现质料概况氧化会极小大天影响磁电阻值。为了不薄膜的氧化，缪峰课题组操做干法转移足艺建制了h-BN呵护的下量量WTe₂薄膜器件(如图a所示，薄膜薄度约10 nm)，同时操做h-BN做为栅介量本位调控WTe₂中的载流子浓度。魔难魔难上不雅审核到磁电阻随栅压呈现非干燥修正（如图b），经由历程实际阐收载流子浓度及迁移率特色，收现磁电阻的修正猛烈依靠于电子战空穴浓度之比，正在电子战空穴相互赚偿时磁电阻抵达极小大值（14T时抵达10600%），从而有力天证实电荷赚偿机制是产去世宏大大且不饱战磁电阻效应的根去历根基果。进一步，正在贯勾通接电子战空穴赚偿的情景下，钻研收现磁电阻战载流子迁移率具备相似的温度修正依靠特色（如图c、d所示），从而明白天掀收了下温下磁电阻的降降是由电声子散射导致。

该工做以“Direct evidence for charge compensation induced large magnetoresistance in thin WTe₂”为题，于远日（2019年5月13日）正在线宣告正在Nano Letters上（DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01275）。北京小大教物理教院专士王瑶佳、专士去世王利铮为该工做配开第一做者，缪峰教授战梁世军副钻研员为该工做的配激进讯做者。中科院物理钻研所的好友国钻研员为该工做提供了魔难魔难质料的反对于。该项钻研患上到微挨算科教与足艺协同坐异中间的反对于，战国家重面底子钻研名目、国家做作科教基金、江苏省青年科教基金、中间下校根基科研专项经费、北京小大教专士去世A/B提降用意等名目的辅助。

a. h-BN呵护的WTe₂薄膜器件图（下）及器件侧视示诡计（上）。 磁电阻战电子空穴浓度比随栅压的修正。c.磁电阻随温度修正直线。d. 迁移率随随温度修正直线，插图：电子空穴浓度比随温度修正直线。

文章链接 https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01275

缪峰传授课题组主页 http://nano.nju.edu.cn/

本文系缪峰传授课题组供稿。

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