【產(chǎn)通社，2月1日訊】中國(guó)科學(xué)院（Chinese Academy of Sciences）官網(wǎng)消息，穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置（SHMFF）用戶中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心低功耗量子材料研究團(tuán)隊(duì)，依托SHMFF磁性測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)磁輸運(yùn)測(cè)量，在二維鐵磁材料Fe5-xGeTe2納米片中觀測(cè)到非互易反對(duì)稱磁電阻及非常規(guī)霍爾效應(yīng)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)-納米》（ACS Nano）上。

二維鐵磁材料作為低維功能材料家族中的重要一員，因獨(dú)特的磁性和廣闊的應(yīng)用前景而受到關(guān)注。特別是那些具有高居里溫度的二維鐵磁材料如Fe5-xGeTe2，其居里溫度高達(dá)310K，使得這類材料在磁存儲(chǔ)等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

然而，F(xiàn)e5-xGeTe2的復(fù)雜磁基態(tài)以及對(duì)樣品尺寸、外部磁場(chǎng)的敏感性，使它的磁輸運(yùn)性質(zhì)以及與電子、晶格和磁疇結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)性尚不清晰。該團(tuán)隊(duì)制備了具有室溫磁性的Fe5-xGeTe2單晶，并對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的磁輸運(yùn)性質(zhì)研究。

研究發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的降低，F(xiàn)e5-xGeTe2的易磁化軸會(huì)發(fā)生從面內(nèi)到面外的轉(zhuǎn)變。研究通過(guò)機(jī)械剝離獲得了不同厚度（7~50nm）的Fe5-xGeTe2納米片，進(jìn)而輸運(yùn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)了與塊體樣品不同的磁輸運(yùn)行為。這表明該體系的磁性具有顯著的厚度依賴性，為二維鐵磁材料的研究開辟了新方向。

進(jìn)一步，該研究發(fā)現(xiàn)了Fe5-xGeTe2納米片中的反對(duì)稱磁電阻效應(yīng)和非常規(guī)霍爾效應(yīng)。這些新奇磁效應(yīng)使該材料在特定條件下產(chǎn)生額外的反對(duì)稱磁阻，導(dǎo)致其在不同磁場(chǎng)方向下的宏觀電輸運(yùn)特性具有一定差異。通過(guò)對(duì)溫度、磁場(chǎng)取向和樣品厚度的細(xì)致分析，研究揭示了材料中條紋疇結(jié)構(gòu)對(duì)該反對(duì)稱磁阻的關(guān)鍵作用。這種結(jié)構(gòu)使材料在磁場(chǎng)翻轉(zhuǎn)時(shí)處于不同磁阻態(tài)，表現(xiàn)出類似于磁阻式非易失性存儲(chǔ)器的行為。

上述成果加深了科學(xué)家對(duì)二維鐵磁材料的認(rèn)知，并有望進(jìn)一步拓展二維鐵磁材料在自旋電子器件領(lǐng)域的應(yīng)用前景。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、合肥大科學(xué)中心協(xié)同創(chuàng)新培育基金等的支持。

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