Zintl相化合物SrZn2Ge2的电子输运与费米面拓扑

我们报道了关于SrZn2Ge2单晶电子输运性质的全面研究。该化合物的电阻率表现出金属性行为，在35 K以下遵循T^2依赖关系，与费米液体行为一致。然而，在较低温度下观察到对此行为的明显偏离，即在10 K以下出现显著的电阻率平台。该平台非常稳健，并在高达10 T的磁场下持续存在。横向与纵向磁电阻在临界场B*处均表现出交叉，从低温（T \leq 50 K）下的弱场类二次方依赖转变为高场未饱和线性场依赖。基于费米面拓扑、经典与量子输运模型，讨论了线性磁电阻的可能来源。霍尔电阻率数据确定SrZn2Ge2为多带体系，包含电子与空穴的贡献。观察到霍尔系数随温度和磁场增加而减小，并从正号变为负号。在低温度高场以及高温度全磁场范围内观察到的负霍尔系数表明，高迁移率电子载流子主导了电子输运。我们的第一性原理计算表明，SrZn2Ge2在体带隙内沿Gamma-M路径存在非平庸拓扑表面态。值得注意的是，这些表面态从价带延伸到导带，其数量随Sr和Ge终止面而变化。该化合物的费米面呈现出明显的四方花瓣状结构，包含一个开放面和若干个闭合面。总体而言，这些发现为理解该化合物电子输运的潜在机制提供了关键见解。