铁磁Heusler合金非均质结构增强反常霍尔效应及各向异性磁电阻

The project investigated the inhomogeneous structure strengthened anomalous hall effect (AHE) and anisotropic magnetoresistance in Heusler alloys, as well as the effect of chemical ordering on AHE. We proposed to decompose and recombine the factors that affect the AHE in different ways and compare the AHE before and after the recombination. The method we applied is as following: firstly, by varying the composition, we synthesize the Heusler compounds with different inhomogeneous structures but same chemical order, thus to study the effect of inhomogeneous structure to AHE; secondly, by tuning the chemical order through atomic occupation design while fixing the inhomogeneous structure, we aim to reveal the rule of chemical order impact on AHE. Our final objective is to understand in Heusler alloys, the effect of inhomogeneous structure and chemical order on AHE and anisotropic magnetoresistance, and the correlation between them and their respective contribution.

本申请拟研究铁磁Heusler合金中非均质结构增强的反常霍尔效应，以及原子有序度对反常霍尔效应和各向异性磁电阻的影响。提出把诱发反常霍尔效应的散射机制进行逐级形式的分离和提取，再将分离前后的反常霍尔效应进行对比研究这样一种思路。采取的方法是：先利用成分变化，设计并制备具有相同原子有序度但不同非均质相结构的Heusler合金，研究非均质结构对反常霍尔效应的影响规律；随后固定非均质相结构，通过原子占位设计调控合金的原子有序度，揭示原子有序度对反常霍尔效应的影响规律。最终实现认识Heusler合金中非均质结构和原子有序度同反常霍尔效应及各向异性磁电阻之间的关联，相互影响及各自贡献的研究目标。

本项目主要针对铁磁Heusler合金中非均质结构增强的反常霍尔效应，以及原子有序度对反常霍尔效应和各向异性磁电阻的影响规律，提出提出把诱发反常霍尔效应的散射机制进行逐级形式的分离和提取，再将分离前后的反常霍尔效应进行对比研究。本项目主要研究内容包括：1.非均质Heusler合金材料平台设计和性能表征；2.反常霍尔效应各种散射机制的对比研究及其关联性；3.非均质相结构和磁畴结构微观表征及新材料探索。本项目获得主要研究结果包括：利用Heusler合金具有可调非均质相结构和可控原子有序度的双重特性，实现了对该材料体系反常霍尔效应的各种诱发因素进行逐级分离和提取；2.阐明了不同散射机制在反常霍尔效应中的相互关联和主次地位；3.回答了磁性材料中非均质相结构和原子有序度对反常霍尔效应和各向异性磁电阻贡献；4.获得了几类具有大反常霍尔效应及磁电阻的新材料。上述成果为深入研究磁性材料反常霍尔效应的起源提供理论和实验依据。在本项目的资助下，4年期间共发表SCI学术论文15篇,包括《Advanced Materials》1篇、《Nano Letters》1篇、《Applied Physics Letters》4篇和《New Journal Physics》1篇等。申请专利2项，其中1项已经授权；培养硕士研究生2名，博士研究生2名，博士后1名。