我所发现异常大的各向异性磁电阻效应

发布：2009-08-21

来源：z

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2009年8月11日，《美国科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）网络版（Early Edition）刊登了我所的最新研究结果。我所李润伟研究员领导的课题组与日本国家材料科学研究所、中科院物理研究所、美国佛罗里达国际大学、路易斯安娜州立大学合作，在钙钛矿型锰氧化物单晶中首次观察到了异常大的各向异性磁电阻（Anisotropic Maganetoresistance-AMR）效应，其数值可达90％以上，比传统铁磁材料中的AMR效应高出近两个数量级。他们研究发现，该异常的AMR效应与钙钛矿型锰氧化物中磁场可调的金属-绝缘体转变密切相关，从而，为探索新型AMR材料及其应用提供了新的思路。
1857 年，W.Thomson发现材料的电阻率随着外磁场方向的改变而变化，该现象被称为AMR效应。AMR效应广泛存在于各类铁磁性材料当中，并已经被广泛应用到读出磁头以及磁性传感器上。与巨磁电阻（GMR）、隧道磁电阻（TMR）、庞磁电阻（CMR）效应相比，传统铁磁性材料中的AMR效应数值较小。比如，坡莫合金是已经被广泛应用的AMR材料，但在室温下其AMR数值只有1－2％。由于灵敏度较低。近年来AMR器件正逐步被GMR和TMR器件所取代。李润伟课题组研究结果表明，在钙钛矿型锰氧化物单晶中，即便弱的各向异性便可以诱发出超大的AMR效应,其数值甚至可以高于GMR和TMR，而且该异常AMR效应与温度和磁场具有非单调的变化关系。他们提出了一个维象模型对上述实验结果给出了很好的解释。
李润伟研究员是我所从日本国家材料科学研究所国际青年科学家中心（International Center for Young Scientists, National Institute for Materials Science）引进的研究员。2008年3月全职回国后，他迅速组建了多功能氧化物薄膜与器件研究组，目前已经在新型信息存储与传感材料方面取得了重要进展，并获得了包括科技部973项目、国家自然科学基金、中科院创新团队国际合作伙伴计划、以及浙江省杰出青年团队项目等多项经费支持。