近日，我院张国召博士在半金属铁磁体CrO2输运行为的压力调控研究方面取得新进展。研究成果以“High-Pressure Magnetic Properties and Electrical Transport Behaviors of Half-Metallic Ferromagnet CrO2”（《半金属铁磁体CrO2的高压磁学性质和电输运行为》）为题，发表在《Physical Chemistry Chemical Physics》（《物理化学化学物理》）上。
图 1 不同压力下CrO2的电阻率
CrO2是典型的半金属铁磁材料，费米能级具有接近100%的自旋极化，已广泛应用于磁记录材料和自旋电子器件，如磁记录头、磁存储器、磁传感器和自旋晶体管等。本工作中，基于课题组自主搭建的变温高压原位霍尔效应测量系统，获取了CrO2电阻率（如图1所示）、磁阻、霍尔系数和载流子迁移率等参量随压力的演化关系，结合第一性原理计算，揭示了高压下半金属铁磁体CrO2的磁学性质和电输运行为。研究结果表明，压力诱导的结构相变会导致CrO2的霍尔系数、载流子浓度和迁移率发生不连续变化，而载流子浓度的降低和迁移率的增加，导致电阻率随着压力增加而连续性降低。此外，在外加磁场（0∼±15KOe）下，CrO2表现出线性负磁阻效应，由于压力对双交换机制的影响，线性负磁阻对称性随着压力的增加逐渐变差。该研究结果对于深入理解半金属和铁磁材料的输运机制提供了新思路。
本文第一作者为聊城大学物理科学与信息工程学院张国召博士，通讯作者为张海娃博士、王庆林副教授和刘才龙教授，崔守鑫副教授、冯振豹副教授、王光宇博士及江苏师范大学李印威教授参与了部分研究工作。该项研究得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金和山东省泰山学者专项基金计划等项目的资助。
论文全文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/cp/d2cp05684d/unauth#!divRelatedContent&articles
（审稿：刘才龙）