双层锰氧化物中各向异性磁电阻效应研究

鉴于无穷层锰氧化物薄膜样品因受其生长质量、厚度、晶粒边界、应力等因素的影响，无法获得其内禀各向异性磁电阻（AMR）效应的物理机制，本项目拟重点研究具有结构各向异性的双层锰氧化物（可获得大的AMR值）单晶块状样品（可克服因外在因素对其AMR效应的影响）的AMR效应，以期获得该效应的本征物理机制。具体通过改变其空穴浓度、磁场、温度、磁场电流间夹角及磁场晶轴间夹角等物理参量研究其AMR效应，弄清双层锰氧化物中AMR效应的变化规律。同时在一些对应AMR效应研究的相同物理条件下对单晶样品进行磁矩各向异性行为的研究，结合磁性及电性的结果，确立锰氧化物中AMR效应的物理机制。该机制的确立既可为锰氧化物AMR效应的具体应用提供理论基础和新思路，又可从各向异性层面上深入认识锰氧化物中自旋、电荷、轨道及晶格相互作用这一前沿问题。

本项目主要研究了双层锰氧化物的各向异性磁电阻（AMR）效应，通过改变其空穴浓度、磁场、温度、磁场电流间夹角及磁场晶轴间夹角等物理参量研究该效应，主要结果有：在双层锰氧化物La1.2Sr1.8Mn2O7 单晶样品中获得了高达80％的AMR 值；在层状锰氧化物La1.2Sr1.8Mn2-xGaxO7 多晶系列样品中发现x = 0.25 样品从低温10 K 到高温180 K 的较大温度范围都存在超过4％的较大AMR 值；发现理论形状各向异性因子值导致的各向异性磁电阻值要大于实验值；揭示锰氧化物中各向异性磁电阻效应和庞磁电阻效应存在关联；研究La1.2Sr1.8Mn2O7 单晶样品中磁矩存在各向异性行为，更进一步揭示了锰氧化物中结构各向异性导致磁矩和电输运的各向异性，从而揭示在自旋轨道耦合下导致AMR 效应的这一物理本源。