高电阻高熵合金 AlCrMoW 中的自旋格林效应

我们研究了由 magnetron co-sputtering 在 Ta 种子层上生长的 Al$_{x}$(CrMoW)$_{1-x}$ 高熵合金薄膜。对于 $x=0.2$ 至 $x=0.6$，实现电阻大于100 $\mu\Omega$cm， 在 $x=0.5$ 处达到峰值 180 $\mu\Omega$cm。围绕化学计量合金 AlCrMoW，合金形成 bcc 固溶体。使用谐和 Hall 方法对该合金系列的自旋格林角进行表征，其中在 $x=0.25$ 处观察到最大自旋格林角 $\theta = -0.12 \pm 0.01$。推得的自旋格林导电率为 $\sigma_\mathrm{SH} \approx -72\,000 \, \hbar/(2e)$\,S/m。实验结果与密度泛函理论计算结果表现出良好一致，这些计算显示类似的趋势和数值。结果表明，具有主族元素组成的高熵合金可形成简单晶体结构并表现出高电阻。这表明，可使用简单方法获得用于自旋格林器件工程的全新材料类。