我所發(fā)現(xiàn)異常大的各向異性磁電阻效應(yīng)
2009年8月11日，《美國(guó)科學(xué)院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）網(wǎng)絡(luò)版（Early Edition）刊登了我所的最新研究結(jié)果。我所李潤(rùn)偉研究員領(lǐng)導(dǎo)的課題組與日本國(guó)家材料科學(xué)研究所、中科院物理研究所、美國(guó)佛羅里達(dá)國(guó)際大學(xué)、路易斯安娜州立大學(xué)合作，在鈣鈦礦型錳氧化物單晶中首次觀察到了異常大的各向異性磁電阻（Anisotropic Maganetoresistance-AMR）效應(yīng)，其數(shù)值可達(dá)90％以上，比傳統(tǒng)鐵磁材料中的AMR效應(yīng)高出近兩個(gè)數(shù)量級(jí)。他們研究發(fā)現(xiàn)，該異常的AMR效應(yīng)與鈣鈦礦型錳氧化物中磁場(chǎng)可調(diào)的金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變密切相關(guān)，從而，為探索新型AMR材料及其應(yīng)用提供了新的思路。
1857 年，W.Thomson發(fā)現(xiàn)材料的電阻率隨著外磁場(chǎng)方向的改變而變化，該現(xiàn)象被稱為AMR效應(yīng)。AMR效應(yīng)廣泛存在于各類鐵磁性材料當(dāng)中，并已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到讀出磁頭以及磁性傳感器上。與巨磁電阻（GMR）、隧道磁電阻（TMR）、龐磁電阻（CMR）效應(yīng)相比，傳統(tǒng)鐵磁性材料中的AMR效應(yīng)數(shù)值較小。比如，坡莫合金是已經(jīng)被廣泛應(yīng)用的AMR材料，但在室溫下其AMR數(shù)值只有1－2％。由于靈敏度較低。近年來AMR器件正逐步被GMR和TMR器件所取代。李潤(rùn)偉課題組研究結(jié)果表明，在鈣鈦礦型錳氧化物單晶中，即便弱的各向異性便可以誘發(fā)出超大的AMR效應(yīng),其數(shù)值甚至可以高于GMR和TMR，而且該異常AMR效應(yīng)與溫度和磁場(chǎng)具有非單調(diào)的變化關(guān)系。他們提出了一個(gè)維象模型對(duì)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出了很好的解釋。
李潤(rùn)偉研究員是我所從日本國(guó)家材料科學(xué)研究所國(guó)際青年科學(xué)家中心（International Center for Young Scientists, National Institute for Materials Science）引進(jìn)的研究員。2008年3月全職回國(guó)后，他迅速組建了多功能氧化物薄膜與器件研究組，目前已經(jīng)在新型信息存儲(chǔ)與傳感材料方面取得了重要進(jìn)展，并獲得了包括科技部973項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)國(guó)際合作伙伴計(jì)劃、以及浙江省杰出青年團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等多項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持。
相關(guān)連接：http://www.pnas.org/content/early/2009/08/11/0907618106.full.pdf+html