呈现负磁电阻与正磁电阻的巡游反铁磁性 BaMn$_2$Pn$_2$ 家族

我们报道在一类具有宇称-时间对称性的 BaMn$_{2}$Pn$_{2}$ 反铁磁体(Pn 代表 P、As、Sb 和 Bi)中发现一种新型巨磁电阻(GMR)现象。这些材料的电阻率在外磁场($\vec{H}$)下降低 60 倍,从而产生约 $-98\%$ 的 GMR。GMR 随 Pn 元素系统性变化,暗示其起源为自旋轨道耦合(SOC)和/或 $d$-$p$ 轨道杂化。在低温下于负 GMR 之上出现的正 MR 分量表明一种轨道敏感的磁输运,因为 $\vec{H}$ 抑制了 $d$ 类能带中类电子载流子的传导,却增强了 $d$-$p$ 杂化能带中类空穴载流子的传导。GMR 的各向异性揭示电导率对宇称-时间破缺 $\vec{H}$ 诱导的反铁磁矩方向的微小变化极为敏感,这似乎与传导电子动态区中的磁电效应相关。我们将观测到的 GMR 归因于 BMPn 的非平庸低能带,该能带受宇称-时间对称性与磁十六极序所支配。