狄拉克半金属 Cd3As2 中的负磁电阻
强关联电子
2016-01-12 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
在平行磁场与电场配置下，拓扑半金属因其非平庸的拓扑性质，预期会出现大的负磁电阻。负磁电阻被认为是在固态系统中证实了手征反常这一长期追寻的高能物理效应。近期实验表明，狄拉克拓扑半金属 Cd3As2 具有创纪录的高迁移率，并在正交磁场与电场配置下表现出正的线性磁电阻。然而，其在平行磁场与电场配置下的负磁电阻仍未揭示。本文报道了在平行磁场与电场配置下，Cd3As2 微米带中观测到的负磁电阻，其在 50 K 时高达 66%，甚至在室温下仍可见。观测到的负磁电阻对磁场与电场间的夹角敏感，对温度鲁棒，且依赖于载流子浓度。我们发现 Cd3As2 样品的载流子浓度遵循 Arrhenius 定律，从 300 K 时的 3.0×10^17 cm^-3 降至 50 K 以下的 2.2×10^16 cm^-3。低载流子浓度导致了大的负磁电阻值。因此，我们将观测到的负磁电阻归因于手征反常。此外，在垂直磁场与电场配置下，还观测到在 14 T、2 K 时高达 1670% 的正的非饱和线性磁电阻。本工作展示了拓扑半金属在磁性器件中的潜在应用。
引用
@article{arxiv.1507.06470,
title = {Negative Magnetoresistance in Dirac Semimetal Cd3As2},
author = {Hui Li and Hongtao He and Hai-Zhou Lu and Huachen Zhang and Hongchao Liu and Rong Ma and Zhiyong Fan and Shun-Qing Shen and Jiannong Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1507.06470},
year = {2016}
}