O Instytucie

Tytuł: Large Negative Magnetoresistance and Quantum Oscillation in a Field-Induced Weyl Semimetal ErAuSn

Autorzy: Yue Lu, Feng Zhou, Jie Chen, Mingzhe Hu, Shunye Gao, Xuekui Xi, Yong-Chang Lau, Orest Pavlosiuk, Piotr Wiśniewski, Dariusz Kaczorowski, Tian Qian, Wenhong Wang

Czasopismo: Advanced Functional Materials

DOI: 10.1002/adfm.202505276   

Kontynuując badania nad fazami Heuslera w kontekście ich topologicznie nietrywialnych właściwości, zespół prof. Dariusza Kaczorowskiego, we współpracy z partnerami z Tiangong University, Institute of Physics of the Chinese Academy of Sciences oraz University of Chinese Academy of Sciences, przeprowadził kompleksowe badania właściwości magneto-transportowych wysokiej jakości monokryształów związku ErAuSn.

Wyniki tych badań wykazały, że pod wpływem pola magnetycznego związek ErAuSn zmienia swoją strukturę elektronową z topologicznie trywialnej (zwykły semimetal) na topologicznie nietrywialną (semimetal Weyla), czemu towarzyszy gigantyczny ujemny magnetoopór podłużny, osiągający wartość aż -97% (w temperaturze T = 2 K i polu magnetycznym B = 9 T). Co istotne, w przeciwieństwie do wcześniej znanych semimetali topologicznych, w których ujemny magnetoopór zwykle pojawia się na skutek chiralnej anomalii, gdy kierunki przepływu prądu elektrycznego i przyłożonego pola magnetycznego są równolegle, w przypadku ErAuSn efekt ten jest w dużej mierze niezależny od orientacji pola magnetycznego. Takie zachowanie tłumaczone jest uporządkowaniem momentów magnetycznych jonów Er w polu magnetycznym, co prowadzi do zmiany struktury pasmowej i powstania fermionów Weyla. Otrzymane wyniki zostały potwierdzone zarówno poprzez szczegółową analizę oscylacji Szubnikowa-de Haasa, jak i obliczeń ab initio struktury pasmowej.

Otrzymane wyniki nie tylko poszerzają katalog materiałów topologicznych o właściwościach przestrajalnych polem magnetycznym, ale także otwierają nowe perspektywy projektowania materiałów o regulowanych właściwościach transportowych, istotnych dla przyszłych zastosowań w spintronice i elektronice kwantowej.   

Badania były realizowane w ramach projektu Narodowego Centrum Nauki SHENG (nr 2021/40/Q/ST5/00066).