Nature Communication文献导读:拓扑学解释磁场对非磁性金属的影响


站在传统数学的角度,为解释材料物理现象提供了一个新的视角,为新材料的研发提供了助力。目前,一个国际物理学家团队对一种非磁性材料加磁,可以提高其70%的电导率。这与传统物理观点截然相反。

一般来说,把一个非磁性材料放在磁场当中,它的电阻会增大,通过它的电流会减小。但是,当研究人员将PdCoO2放在磁场当中时,一个神奇的现象产生了,PdCoO2的电阻在磁场的作用下减小,通过它的电流因此增大。

氧化物不易传导电流。但是,PdCoO2却恰恰相反,他的电阻率低,通过的电流很大,“与其结构相似的氧化物会有相同的表现。” Yonezawa说道。

这种现象的解释直到研究人员同拓扑学相比较,才得到了令人满意的答案。

一些材料的内部电子具有拓扑特性,才得以在磁场的作用下,电子被激发,产生较高的电流,以前人们认为PdCoO2是没有拓扑特性的,但是,科学家现在证明在磁场的作用下,PdCoO2也可以产生类似的这种现象。其主要作用的是在于它的层状晶体结构。

图文导读:
图一:PdCoO2的晶体结构与电触电形状

图一(a)是铜铁矿PdCoO2的晶体结构
图一(b)是测试晶面间纵向的电阻系数的电触点,它也是每个六边形片层的上表面和下表面的同轴连接点
图一(c)是当电流以一个方向流经[1-10]晶向时,测试晶内纵向电阻系数的电触点结构

图二:晶面纵向电阻系数

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在不同温度下,PdCoO2单晶表面沿[1-10]通过电流时,晶面纵向电阻系数ρ[1-10]通过它的零场电阻系数之比

原文参考链接:Interplanar coupling-dependent magnetoresistivity in high-purity layered metals

感谢材料人编辑部王宇供稿

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