Si/Fe 多层膜中反常霍尔效应的增强
材料科学
2026-01-19 v1
摘要
在 300 K 下对直流磁控溅射制备的 Si/Fe 多层膜进行了反常霍尔效应研究。在 [Si(50 angstrom)/Fe(tFe)]_20 多层膜中，当 Fe 层厚度从 100 Angstrom 减小至 20 Angstrom 时，饱和霍尔电阻率提高了约 60 倍，反常霍尔系数提高了约 80 倍。在 t_Fe=20 Angstrom 时发现了最大的反常霍尔系数 (Rs) 为 1.4 x 10^-7 Ohm m/T，比纯 Fe 及 Fe/Cr、Al/Fe、Cu/Fe、SiO2/FePt/SiO2 多层膜大约三个数量级。正常霍尔系数 R_0 比纯 Fe 大约两个数量级。发现 R_s 随纵向电阻率 Rho 变化，关系为 R_s 正比于 (Rho)^2.2，表明界面在增强多层膜反常霍尔效应中发挥了作用。当 tFe 从 100 Angstrom 减小至 10 Angstrom 时，观察到霍尔灵敏度从 9 mOhm/T 增加到 1.2 Ohm/T。所获得的高霍尔灵敏度比 Al/Fe 和 Cu/Fe 多层膜大约三个数量级，表明其成为潜在应用的霍尔元件的新兴候选者。
引用
@article{arxiv.2601.10988,
title = {Enhancement of anomalous Hall effect in Si/Fe multilayers},
author = {S. S. Das and M. Senthil Kumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.10988},
year = {2026}
}
备注
24 pages, 9 Figures