由东京工业大学制作
学分:东京工业大学内田正树
Toky o Tech材料科学家已经证明，在没有大规模磁有序的情况下，新型磁性半导体中存在一个巨大的、非常规的异常霍尔电阻，这验证了最近的一个理论预测
他们的发现为反常霍尔效应提供了新的见解，这是一种量子现象，以前一直与长程磁有序有关
电子等带电粒子在电场和磁场的影响下运动时，可以相互作用
例如，当垂直于载流导体的平面施加磁场时，在其中流动的电子由于磁力而开始侧向偏离，很快，导体两端出现电压差
这种现象被称为霍尔效应
然而，霍尔效应不一定需要摆弄磁铁
事实上，它可以在具有长程磁有序的磁性材料中免费观察到，例如铁磁体
这种现象被命名为“反常霍尔效应”(AHE)，似乎是霍尔效应的近亲
然而，它的机制要复杂得多
目前，最被接受的一种说法是，AHE是由一种叫做“贝里曲率”的电子能带特性产生的，贝里曲率是由电子的自旋和它在材料内部的运动之间的相互作用产生的，通常被称为“自旋轨道相互作用”
" 磁性订购对AHE有必要吗？最近的一个理论表明并非如此
东京理工大学(Tokyo Tech)的内田正树副教授解释说:“理论上提出，即使在磁序消失的温度以上，大AHE也是可能的，特别是在具有低电荷载流子密度、电子之间强交换相互作用和有限自旋手性的磁性半导体中，这与自旋方向相对于运动方向有关。”内田正树副教授的研究重点在于凝聚态物理
好奇，博士
内田和他来自日本的合作者决定对这一理论进行检验
在科学进展发表的一项新研究中，他们研究了一种新的磁性半导体EuAs的磁性，这种EuAs只具有一种特殊的扭曲的三角形晶格结构，并观察到在23 K以下的反铁磁(AFM)行为(相邻的电子自旋以相反的方向排列)
此外，他们观察到，在存在外部磁场的情况下，这种材料的电阻随着温度的升高而急剧下降，这种行为被称为“巨磁电阻效应”
然而，更有趣的是，甚至在23 K以上也观察到了CMR，在那里原子力显微镜的秩序消失了
“自然可以理解，在EuAs中观察到的CMR是由稀释的载流子和局部Eu2+自旋之间的耦合引起的，这种耦合在很宽的温度范围内持续存在，”Dr
内田
然而，真正引人注目的是霍尔电阻率随温度的上升，在70 K的温度达到峰值，远远高于原子力显微镜的有序温度，这表明没有磁有序，大AHE确实是可能的
为了理解是什么导致了这个非常大的AHE，研究小组进行了模型计算，结果表明这种效应可以归因于电子被三角形晶格上的自旋簇以“跳跃状态”斜散射，这里的电子不是流动的，而是从一个原子“跳跃”到另一个原子
这些结果使我们更接近理解磁性固体内部电子的奇怪行为
一位乐观的Dr
内田
事实上，在无止境迷人的电子量子世界中，新的发现可能即将出现
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