铬基硫族尖晶石CdCr2X4 (X=S,Se)高压相关物性研究

The chromium-based chalcogenide spinels belong to electron-strong-correlation system, with rich physical nature and many fascinating quantum eects, due to the strong coupling between spin, lattice, charge and orbit degrees of freedom. CdCr2X4(X=S,Se) exhibits colossal magnetoresistance (CMR) and colossal magnetocapacitance (CMC) effect, with potential applications in magnetic information store and low-field magnetic sensors. In this project, we investigate the CdCr2X4(X=S,Se) system upon high pressure, magnetic field and ultra-low temperature, to explore the magnetoelectric coupling, and the origin of CMR and CMC effect, to achieve quantum control of the material.

铬基硫族尖晶石化合物属于强关联电子体系，体系中电荷、自旋、轨道和晶格等自由度之间存在着很强的耦合，有着丰富的物理内涵和诸多新奇的量子效应。其中，CdCr2X4(X=S,Se)具有庞磁电阻和庞磁电容效应，在提高磁存储密度以及磁敏感探测元件上具有关阔的应用前景。本项目计划选取尖晶石CdCr2X4(X=S,Se)作为研究对象，主要通过高压手段调控材料的晶格和电子态，并辅以强磁场和极低温等条件，研究体系中磁电耦合机制，探索庞磁电阻、庞磁电容等现象的物理内涵，为实现材料的量子调控，探寻新型的量子功能器件提供思路。

对强关联电子体系的量子调控研究一直是凝聚态物理中的研究热点。 铬基硫族尖晶石作为一类典型的强关联电子体系，晶格、轨道、自旋和电荷等多个自由度之间互相耦合，使得材料表现出诸多新奇的物性。 压力作为热力学参量之一，可以有效调控材料的晶格常数。本项目中，我们利用压力研究该体系以及相关体系中晶格和其它自由度之间的耦合机制，对材料的多种量子态进行调节。通过压力手段，我们系统地研究了CdCr2Se4中压力调制的庞磁电阻行为、拓扑节线半金属ZrSiS中的晶体对称性保护、以及过渡金属化合物压力下的结构和电子行为等。相关工作有助于理解强关联体系中阻挫、自旋-晶格耦合和磁电耦合等之间的内在机制，为实现材料的量子调控提供了可行的研究路径。