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理学院李玉科团队拓扑半金属领域研究成果在NPJ Quantum Materials上发表
来源:理学院作者:沈冬杰时间:2019-12-12 点击:2623

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角分辨磁阻随温度的变化


近日,我校理学院物理系李玉科副教授(通讯作者)、曹操教授和戴建辉教授(共同通讯)等与东南大学施智祥教授、华中科技大学朱增伟教授、罗永康教授(共同通讯)和中国科学院合肥物质科学研究院郗传英博士、田明亮教授等人合作,以澳门太阳娱乐为第一单位、王嘉璐硕士为第一作者在《Nature》子期刊《NPJ Quantum Materials》 上发表学术研究论文《Angle-dependent magnetoresistance and its implications for Lifshitz transition in W2As3》。

据悉,《npj Quantum Materials》是自然出版集团与全球知名研究机构以开放获取形式出版的一系列在线出版物“自然合作期刊”(Nature Partner Journal)之一,该期刊享有较高的学术声誉,收录科研领域内具有原创性和前沿性的高质量学术论文。

Lifshitz相变是一种奇特的拓扑相变,不依赖于对称性破缺,其费米面结构在相变后发生突变,使材料的电子态性质表现出奇异的行为。近来,研究发现温度也可以驱动Lifshitz相变,但在实际材料中,温度诱导的Lifshitz相变十分罕见,需满足材料具备较小的费米能(100 meV量级内)、费米能附近的能带结构具有较复杂的色散关系等苛刻的条件。拓扑半金属通常具有很大的磁阻,远大于以前的巨磁阻材料和庞磁阻材料。目前,其巨大磁阻的起源存在电子和空穴存在补偿效应和受到拓扑保护效应两种观点。而实验上对两种机制的研究是一直是难点,最直接的设想是,能否证明在拓扑半金属中,当电子-空穴的补偿效应消失时,材料的巨大磁阻也同时消失。

基于此,课题组依托我校量子物质重点实验室平台,成功合成出一种中心对称的拓扑半金属W2As3材料,通过研究样品磁场中转角磁阻随温度的变化关系,发现当温度由40K降低到30K时,其形貌从一个横向类似哑铃形,转变为纵向类似莲花形的巨大变化。角分辨磁阻如此显著的变化表明该材料的费米面结构可能在30-40K温区内发生了巨大的改变,这一观点被热电势和能斯特效应的测量进一步证实。

该工作是李玉科、曹超和戴建辉团队近年来以澳门太阳娱乐集团官网第一单位在拓扑半金属研究领域获得的第二个具有创新性和前沿性的研究成果,得到了国家自然科学基金(11874136,U1932155, U1732274)及武汉脉冲强磁场和合肥稳态强磁场中心的大力支持。2016年,课题组就已经首次报道了新型拓扑半金属TaSb2的电阻平台和负磁阻行为。

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