新型磁性半金属单晶材料的反常霍尔效应

Anomalous Hall effect (AHE) is commonly observed in ferromagnetic metals, yet its mechanism is still under debate. It was explained as an intrinsic effect originating from a non-trivial electronic structure or chiral magnetic structure, or an extrinsic effect due to the magnetic impurity scattering. Both effects may intertwine in a same material. Recent recognition of the materials’ topological properties, including spin chiral magnetism and the Berry phase has greatly extended the knowledge of the intrinsic AHE. ....Starting from the band structural calculations and the analyses of the crystal and magnetic structures, I plan to study the AHE of the single crystals of new topological semimetals and chiral magnetic materials via multiple growth techniques. I further plan to manipulate their physical properties including carrier densities and magnetization systematically, and to reveal the mechanism of the AHE in various new materials by a correlated study for the AHE and the property change. I strive for the discovery of new topological materials with unprecedented transport properties which may highlight the theoretical research in the future.

反常霍尔效应（AHE）是一种铁磁性金属材料中普遍具有的效应，但是其产生的机制尚存有很大争论。它可能是由晶体的磁结构与电子拓扑结构导致的一种本征效应，也可能是由杂质对电子的散射导致的一种外在效应。过去的研究显示在很多材料中这两种效应难以分辨。近年来随着对拓扑电子材料的研究，人们对本征的AHE有了新的认识。特别是对时间反演对称破缺的外尔电子材料，理论研究认为本征的AHE是手性反常的重要表现。此外近年来还陆续发现一系列具有手性磁结构的金属材料也具有AHE。..本项目拟结合对新材料的能带计算以及晶体磁结构的研究，利用多种单晶生长的手段，制备具有电子拓扑结构和磁手性结构的半金属材料。系统地对晶体的载流子浓度，磁性等多种性质进行的调控，深入研究其AHE与样品的各种性质变化之间的关系，揭示AHE在不同材料上的机理。努力发现具备特殊输运性质的电子拓扑材料，为理论研究提供新的素材。

反常霍尔效应（AHE）是一种铁磁性金属材料中普遍具有的效应，但是其产生的机制尚存有很大争论。它可能是由晶体的磁结构与电子拓扑结构导致的一种本征效应，也可能是由杂质对电子的散射导致的一种外在效应。过去的研究显示在很多材料中这两种效应难以分辨。近年来随着对拓扑电子材料的研究，人们对本征的AHE有了新的认识。特别是对时间反演对称破缺的外尔电子材料，理论研究认为本征的AHE是手性反常的重要表现。此外近年来还陆续发现一系列具有手性磁结构的金属材料也具有AHE。.本项目拟结合对新材料的能带计算以及晶体磁结构的研究，利用多种单晶生长的手段，制备具有电子拓扑结构和磁手性结构的半金属材料。系统地对晶体的载流子浓度，磁性等多种性质进行的调控，深入研究其AHE与样品的各种性质变化之间的关系，揭示AHE在不同材料上的机理。努力发现具备特殊输运性质的电子拓扑材料，为理论研究提供新的素材。