变磁二氧化钌异常霍尔效应的观察

霍尔效应是物理学家埃德温·赫伯特·霍尔发现的一种传导现象，它描述了承载电流的固体材料中横向电场的发展，这些材料被放置在垂直于该电流的磁场中。在1950年代，MartinKarplus和JoaquinMazdakLuttinger表明，在时间反演对称性破缺的铁磁金属中也可以观察到异常的霍尔电导率。

铁磁材料具有与外加磁场平行的磁矩，而反铁磁材料具有反平行磁矩。过去的研究表明，反铁磁体不具有与铁磁体相同的磁电特性，也不会表现出异常的霍尔效应。到目前为止，大多数关注反常霍尔效应的研究都是在铁磁体上进行的。

二氧化钌(RuO2)中的异常霍尔效应，二氧化钌是一种具有经典金红石晶体结构的材料，最近被发现具有反平行磁序.他们的发现发表在NatureElectronics的一篇论文中，可以为进一步研究具有所谓的补偿反平行磁序的材料(例如RuO2)开辟有趣的可能性。

“据预测，具有补偿反平行磁序的RuO2会产生强度与铁磁体相当的异常霍尔效应，”ZexinFeng和他的同事在他们的论文中写道。“这种现象源于RuO2的变磁相，在实空间晶体结构和动量空间带结构中都具有特征性的交替自旋极化。”

在他们的实验中，冯和他的同事们使用了矢量磁力测量和磁传输测量技术。矢量磁力计是允许研究人员测量磁场强度、方向和其他属性的仪器。另一方面，磁传输测量系统可用于检查材料在磁场下的电传输特性。

研究人员将这两种方法应用于具有不同晶体取向的外延RuO2薄膜。他们收集的测量结果突出了异常霍尔效应的发生。

“我们报告了RuO2中的异常霍尔效应，异常霍尔电导率超过1,000Ω-1 cm-1，”Feng和他的同事在他们的论文中解释道。“我们结合了不同晶体取向的外延RuO2薄膜的矢量磁力测量和磁传输测量。我们表明异常霍尔效应在普通霍尔贡献和弱场感应磁化的贡献上占主导地位。”

这组研究人员收集的研究结果表明，破坏T对称性的磁电子效应不仅限于铁磁体或复杂的非共线磁体，因为它们也存在于某些具有反平行磁序的材料中。将来，他们的工作可以为其他研究铺平道路，这些研究在其他具有与RuO2相匹配的特性的材料中探索这些影响。

冯和他的同事写道：“我们的结果可能会导致探索拓扑贝里相和丰富元素晶体中的无耗散量子传输，并具有补偿的反平行磁序。”