Extremely large magnetoresistance in the nonmagnetic semimetal YBi
Extremely large magnetoresistance in the nonmagnetic semimetal YBi
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非磁性半金属 YBi 具有极大的磁阻
DOI：
10.1039/c8tc02839g
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发表时间：
2018-09
影响因子：
6.4
通讯作者：
D.H.Wang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
B.Qian;F.Tang;Y.R.Ruan;Y.Fang;Z.D.Han;X.F.Jiang;J.M.Zhang;S.Y.Chen;D.H.Wang
由于这种现象对磁场下电子输运的经典理解提出了挑战，因此，双金属化合物中的极端磁电阻效应受到了相当大的关注。本研究采用自熔法合成了具有NaCl型晶体结构的YBi，并对其磁输运性质和电子结构进行了研究。在零磁场下，在2 ~ 300 K的整个温度区间内观察到金属行为。有趣的是，随着外加磁场的增加，样品的磁电阻和电阻率出现了一个平台，在9 T和2K时，磁电阻达到0.8 × 105%。由科勒规则和第一性原理计算揭示的包括一个电子袋和两个空穴袋的多个能带是输运过程的原因。此外，还发现了隐藏的能带反转，这表明该化合物中存在拓扑性质。单个费米口袋及其组合对磁输运的贡献表明，电子-空穴补偿在决定电性能方面起着重要作用。所有这些结果都表明YBi是RPn族（R =稀土; Pn = Sb和Bi）的半金属成员。
Extreme magnetoresistance in nonmagnetic compounds has received considerable attention because this phenomenon challenges the classical understanding of electron transport under a magnetic field. In this study, YBi, which crystallizes in a NaCl-type structure, was synthesized via self-flux method to study its magnetotransport properties and electronic structure. Under zero magnetic field, metallic behavior was observed in the whole temperature interval ranging from 2 to 300 K. Interestingly, extreme magnetoresistance and a resistivity plateau developed when the applied magnetic field was increased; the magnetoresistance reaches 0.8 × 105% at 9 T and 2 K. Multiple bands including one electron pocket and two hole pockets revealed by Kohler's rule and first-principle calculations were responsible for the transport processes. Moreover, the hidden band inversion was also uncovered, which suggests the existence of a topological nature in this compound. The contribution of a single Fermi pocket and the combination thereof for magnetotransport indicate that electron–hole compensation plays an important role in determining the electric properties. All these results point towards YBi being a semimetal member of the RPn family (R = rare earth; Pn = Sb and Bi).
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