Fe$_{0.28}$TaS$_{2}$单晶中的超大磁电阻

嵌入层状过渡金属二硫化物中的磁矩，是研究强各向异性、强自旋轨道耦合环境中与磁有序相关的丰富物理现象的绝佳体系。我们研究了 Fe$_{0.28}$TaS$_{2}$中的电子输运和磁化性质，这是一种具有居里温度 $T_{\mathrm{C}} \sim 68.8~$K 的高度各向异性铁磁体。我们发现反常霍尔数据证实了自旋轨道耦合在该材料磁输运性质中的主导地位，并且在 2 K 时，垂直于平面的磁场导致的磁电阻 (MR) 超过 60%，远大于块体金属的典型 MR，可与薄膜异质结构中最先进的巨磁电阻 (GMR) 相媲美，仅小于锰钙钛矿或高迁移率半导体中的 colossal magnetoresistance (CMR)。即使在 Fe$_x$TaS$_2$系列中，对于当前 $x$ = 0.28 的单晶，其 MR 也几乎是此前在共格化合物 Fe$_{0.25}$TaS$_{2}$中发现值的 $100\times$。在考虑其他可能性后，我们认为巨大的 MR 源于强自旋轨道耦合环境中的自旋无序散射，并提出这可作为设计大 MR 材料的原则。