“普通”金属ReO3中的极大大磁电阻

在许多拓扑非平庸与平庸的半金属中观测到的极大大磁电阻（XMR）因其潜在的物理机制而备受关注。本文通过结合能带结构与费米面（FS）计算以及霍尔电阻率和德哈斯-范阿尔芬（dHvA）振荡测量，研究了此前被认为是一种“普通”非磁性金属、具有简单立方结构的 ReO$_3$ 的磁电阻（MR）各向异性。我们发现 ReO$_3$ 几乎表现出 XMR 半金属的所有特征：近二次的磁场依赖关系、低温下电阻率在磁场诱导下的上扬及随后的平台、高载流子迁移率。研究发现，当磁场 \emph{H} 沿 \emph{c} 轴施加时，MR 表现出未饱和的 \emph{H}$^{1.75}$ 依赖关系，这被认为源于霍尔电阻率测量所支持的完全载流子补偿。当 \emph{H} 沿相对于 \emph{c} 轴 15$^\circ$ 方向施加时，观测到 MR 在 10~K 和 9~T 下高达 9.43~$\times$~$10^3$$\%$ 的未饱和 \emph{H}$^{1.90}$ 依赖关系，这由沿 $k_{x}$ 方向延伸的电子开放轨道的存在所解释。通常在半金属中观测到的导致 XMR 的两种机制也出现于简单金属 ReO$_3$ 中，这归因于其特殊的 FS（两个闭合电子囊和一个开放电子囊），再次表明 FS 拓扑细节是材料中观测到 XMR 的关键因素。