非线性反铁磁Mn3Sn多晶薄膜的反常霍尔效应研究

• 作者: 全志勇 陈翰韬 张伟 刘慧慧 许小红
• 来源期刊: 稀有金属
• 关键词: 非线性反铁磁 Mn3Sn薄膜 反常霍尔效应 非零贝利曲率
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 研究论文|Papers
• 页码范围: 680-686
• 页数: 7页
• 分类号: O441
• 语种: 中文
• DOI: 10.13373/j.cnki.cjrm.XY21010014

摘要

非线性反铁磁材料表现出反常霍尔效应(AHE)、反常能斯特效应(ANE)等众多优异的物理性能,成为下一代室温自旋电子器件的重要候选材料,其中,具有420 K反铁磁转变温度的Mn3Sn是最具代表性的材料之一.利用磁控溅射制备了非线性反铁磁Mn3Sn多晶薄膜,薄膜表现出显著AHE,通过改变磁控溅射气压有效调控其矫顽场,室温最大值达到3.03×105 A·m-1,260K时增加到5.73×105 A·m-1.X射线粉末衍射和变温霍尔测试表明多晶Mn3Sn薄膜中含有少量铁磁性Mn2Sn杂相,并导致AHE在大约250K时反常霍尔系数由负号转变为正号;通过不同角度磁场和变温霍尔电阻测试,结合垂直各向异性铁磁薄膜霍尔电阻曲线,澄清了Mn3Sn薄膜中AHE与其磁矩具有较小的关联,而主要源于动量空间非线性反铁磁自旋织构产生的非零贝利曲率.这些结果不仅为反铁磁Mn3Sn中AHE的来源提供实验证据,而且为非线性反铁磁材料在未来高性能自旋电子器件中的应用打下基础.