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镍和镓锰砷中的反常霍尔效应综述报告 反常霍尔效应(AnomalousHallEffect,AHE)是指在外部磁场作用下,材料表面或体内出现电子自旋极化引起的霍尔电场。在普通的霍尔效应中,磁场引起基态电子的轨道磁效应,从而产生洛伦兹力,使载流子发生向侧方偏转的现象,产生霍尔电势。同时,磁场还引起包括电子、孔子在内的带电粒子自旋,从而在普通霍尔效应的基础上,产生了反常霍尔效应。 在实际应用中,反常霍尔效应已经成为了材料电子学和磁电子学的研究重点。在此基础上,镍和镓锰砷是两种特别重要的反常霍尔材料,本文将重点介绍这两种材料的反常霍尔效应。 镍材料 镍是一种非常常见的过渡金属,在磁性、物理特性等方面具有重要的应用价值。在大量实验观测中,镍材料表现出了显著的反常霍尔效应。镍的反常霍尔效应主要表现在金属镍与铅合金比较相似。 在反常霍尔效应中,在低温和高场强下,镍材料最显著的表现是出现了一个极大的倾角,其特征温度大约在10K左右。同时,镍材料还表现出了一些不正常的特征,例如反常霍尔电阻随温度和磁场的变化不太规则,没有完善的磁光学特征,存在一定的物理机制的争议。 在镍材料的研究中,人们已经发现,反常霍尔效应与材料内部化学键键长相比较有关。研究人员在实验中发现,镍材料内部的镍金属与氧化镍结构能够影响反常霍尔效应的体现。同时,随着反常霍尔效应的研究深入,人们不断发现,镍材料的反常霍尔效应与电子自旋极化、位置自由度等方面的调控密切相关。 镓锰砷材料 镓锰砷是一种半导体材料,具有优异的电子传导和磁性能力,并且广泛应用于材料电子学和磁电子学领域。镓锰砷材料具有广泛的应用前景,如非描记式存储器、自旋发射二极管等。 反常霍尔效应在半导体材料中的应用非常重要,而镓锰砷材料则是其中一个重要的代表。在镓锰砷材料的反常霍尔效应研究中,人们发现,镓锰砷材料表现出了大量的磁性和自旋相关现象。此外,镓锰砷材料还表现出了反常霍尔电阻的强温度依赖性。 在对镓锰砷材料反常霍尔效应进行大量实验观测的同时,人们还对其反常霍尔效应的机制进行了一系列的探索。目前,研究人员认为,反常霍尔效应的本质是在磁场和电场的作用下,电子自旋在材料中的定向运动。同时,由于镓锰砷材料在磁性、晶格和电子结构等方面还存在着很多调控手段,因此对于其反常霍尔效应的研究还有很多发掘空间。 总结 在反常霍尔效应的研究中,镍和镓锰砷材料是两个较为重要的代表。镍材料在反常霍尔效应研究中表现出了一些不规则的特征,而镓锰砷材料则具有广泛的应用前景,并且其反常霍尔效应测量表现出了大量的磁性和自旋相关特征。对于这两种材料的反常霍尔效应的机制探索仍然处于探索阶段,未来还需要对其在磁性、晶格和电子结构等方面的控制手段进行深入研究,以期在材料电子学和磁电子学领域发挥更重要的作用。