方网磁体EuGa$_4$中的外尔节环态与朗道量子化及极大磁阻
材料科学
2023-09-22 v2 强关联电子
摘要
磁性拓扑半金属（TSMs）可通过调控自旋构型有效操控拓扑电子态，因此是下一代电子与自旋电子学应用的有前景材料。在磁性TSMs中，外尔节线（NL）半金属可能具有最强的可调性，然而由于材料候选者稀缺，其迄今实验研究最少。此处，结合角分辨光电子能谱与量子振荡测量以及密度泛函理论计算，我们确认方网化合物EuGa4为一种新型磁性外尔节环（NR）半金属，其中线节点在费米能级附近形成闭合环。值得注意的是，外尔NR态在施加磁场时表现出具有清晰自旋分裂的 distinct 朗道量子化。在2 K、14 T磁场下，EuGa4的横向磁阻超过200,000%，比其他已知磁性TSMs大两个数量级以上。强磁场磁阻测量表明其在高达40 T时仍未饱和。我们的理论模型指出，这种非饱和磁阻自然源于外尔NR态。因此，我们的工作指出了方网磁性材料中外尔NR态的实现，并为设计具有极大磁阻的磁性TSMs开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.2208.06407,
title = {Weyl nodal ring states and Landau quantization with very large magnetoresistance in square-net magnet EuGa$_4$},
author = {Shiming Lei and Kevin Allen and Jianwei Huang and Jaime M. Moya and Tsz Chun Wu and Brian Casas and Yichen Zhang and Ji Seop Oh and Makoto Hashimoto and Donghui Lu and Jonathan Denlinger and Chris Jozwiak and Aaron Bostwick and Eli Rotenberg and Luis Balicas and Robert Birgeneau and Matthew S. Foster and Ming Yi and Yan Sun and Emilia Morosan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.06407},
year = {2023}
}