Gamle regler gælder for at forklare ekstrem stor magnetoresistens

Fysikere ved U.S. Department of Energy's Ames Laboratory sammenlignede lignende materialer og vendte tilbage til en længe etableret regel for elektronbevægelse i deres søgen efter at forklare fænomenet ekstrem stor magnetoresistens (XMR), hvor anvendelsen af ​​et magnetfelt på et materiale resulterer i en bemærkelsesværdig stor ændring i elektrisk modstand. Det er en nyttig egenskab, som kunne bruges i udviklingen af ​​computere med øgede processorhastigheder og datalagring.

Forskere i fysik af kondenseret stof ved Ames Laboratory havde for nylig opdaget en ekstrem stor magnetoresistens og en Dirac-node-bue-funktion i PtSn4. I dette arbejde, forskerne fandt et andet materiale, PdSn ₄ , viser ekstremt stor magnetoresistens, men en udestående Dirac-node-bue-funktion. Ved at sammenligne disse lignende forbindelser, de udelukkede Dirac-node-arc-funktion og elektron-hul-kompensation som mekanismen til at forklare ekstremt stor magnetoresistens.

De fandt, imidlertid, at begge materialers adfærd overholdt noget, der kaldes Kohlers regel.

"Der er denne gamle empiriske udtalelse, at hvis du gør et metal renere og renere og renere, det resulterer i større og større magnetoresistens, " sagde Paul Canfield, en seniorforsker ved Ames Laboratory og en fremtrædende professor og Robert Allen Wright-professor i fysik og astronomi ved Iowa State University. "Vores resultater var et ekstremt eksempel på, hvad der er blevet værdsat inden for metalfysik i årtier, men bliver nu observeret ved 100 eller 1000 gange større ekstremer, end vi har set før."

Den sammenlignende undersøgelse tjener til at pege på de betingelser, der er nødvendige for at opnå ekstrem magnetoresistens.

"Som en eliminationsproces, dette arbejde bliver en guide for fremtidig forskning, " sagde Na Hyun Jo, en kandidatassistent og medforfatter til den offentliggjorte forskning "Kohlers regel forklarer dataene, men det fortæller os ikke, hvorfor magnetomodstanden er så enorm. Men nu ved vi, at det ikke er på grund af Dirac-nodebuer, og ikke på grund af næsten kompensation."

Forskningen diskuteres yderligere i papiret, "Ekstremt stor magnetoresistens og Kohlers regel i PdSn4:En komplet undersøgelse af termodynamisk, transportere, og båndstrukturegenskaber, " offentliggjort i Fysisk gennemgang B .