TaSb$_{2}$中拓扑相变诱导的极端磁电阻

我们报道了在 1.5 K 和 15 T 适中条件下单晶 TaSb$_{2}$ 中 172万% 的极大正磁电阻。磁电阻的二次增长（MR $\propto\,B^{1.96}$）在高达 15 T 时仍未饱和，这是该半金属中电子与空穴袋间失配 $<0.1\%$ 的近乎完美补偿的表现。补偿机制由依赖于温度的 MR、霍尔系数以及能斯特和塞贝克热电系数所证实，揭示了两个显著的费米面重构过程而无自发对称性破缺，即分别在约 20 K 和 60 K 的 Lifshitz 相变。利用磁电阻和磁化率的量子振荡，并辅以密度泛函理论计算，我们确定 TaSb$_{2}$ 的主空穴费米面沿 $F-L$ 线形成独特的肩部结构。该肩部袋的平带顶仅位于费米能级上方几 meV 处，导致在 20 K 时肩部袋消失观察到拓扑相变。温度进一步升高将费米能级推至主空穴袋带顶，诱导了 60 K 时空穴袋完全消失的第二次 Lifshitz 相变。