铬化合物CrSb中Hall效应及高迁移率多载流子传输的非线性场依赖性
材料科学
2025-02-11 v2
摘要
作为阿尔特曼磁体的有前景的候选材料，CrSb具有独特的补偿自旋分裂带结构，可能为自旋电子学领域带来突破性概念。本工作中，我们成功生长出高品质的CrSb单晶，并系统考察了其电子学和磁导传输性质。我们观察到CrSb表现出大幅正向且非饱和的磁电阻（MR），其良好服从Kohler定律，表明其典型的洛伦兹散射来源。值得注意的是，在宽广温度范围内，我们发现了类似自发异常Hall效应的非线性磁场依赖性。经过对传输数据仔细分析，我们得出结论，该非线性主要源于磁导性中不同载流子的共存。根据CrSb的费米面分析，我们应用三载流子模型对电导数据进行拟合，拟合效果良好。提取的载流子浓度和迁移率表明，CrSb的行为更像半金属，其最高迁移率可达3×10³ cm²V⁻¹s⁻¹。此外，我们运用半经典玻尔兹曼输运理论进行计算，成功再现了实验中CrSb的主要MR和Hall效应特征。这些非凡的传输性质使CrSb在作为阿尔特曼磁体用于自旋电子学应用中具有独特性。
引用
@article{arxiv.2409.14855,
title = {Nonlinear field dependence of Hall effect and high-mobility multi-carrier transport in an altermagnet CrSb},
author = {Yuqing Bai and Xinji Xiang and Shuang Pan and Shichao Zhang and Haifeng Chen Xi Chen and Zhida Han and Guizhou Xu and Feng Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.14855},
year = {2025}
}