节线半金属 VAs$_2$ 中的磁电阻与 Kondo 效应

我们计算了具有单斜晶体结构的 VAs$_2$ 的电子能带结构与费米面，并测量了纵向电阻率 $\rho_{xx}(T,H)$、霍尔电阻率 $\rho_{xy}(T,H)$ 以及随温度和不同磁场变化的磁化率。能带结构计算表明，当忽略自旋轨道耦合时 VAs$_2$ 是一种节线半金属。在 $H$ = 0 下测量的 $\rho_{xx}(T)$ 在约 11 K 处出现极小值，表明 VAs$_2$ 单晶中存在额外的磁性杂质(V$^{4+}$，$S$ = 1/2)，这由 $\rho_{xx}(T)$ 数据拟合与磁化率测量共同证实。研究发现 VAs$_2$ 中还出现可达 649%（10 K 和 9 T 下）的大正磁电阻(MR)、近似二次的场依赖关系以及 $\rho_{xx}(T)$ 的场致上转行为，尽管由于额外散射的存在，其 MR 相较于其他拓扑非平庸/平庸半金属并不算大。所观测性质归因于完美的载流子补偿，这由基于费米面的计算与霍尔电阻率测量共同证实。这些结果表明含 V($3d^3 4s^2$) 元素的化合物可作为研究磁性杂质对拓扑性质影响的平台。