德國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)巨磁電阻新材料磷化鈮
發(fā)布時間：2015-12-09
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來源：中國科技部
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德國馬普固體化學(xué)物理研究所和亥姆霍茲德累斯頓羅森多夫研究中心（HZDR）及荷蘭拉德堡大學(xué)（Radboud）的科學(xué)家共同發(fā)現(xiàn)了一種具有超快速電子的新型巨磁電阻材料??磷化鈮（NbP）。在研究該材料時，科研人員首次在單一材料上觀察到電阻增加近萬倍。該材料可用于生產(chǎn)電子元件，在信息技術(shù)領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。
研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對磷化鈮施加強磁場時，其電阻急劇增強。磷化鈮電阻在磁場中之所以有如此急劇的變化，是因為所謂的洛倫茲力使電荷載體的磁場發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。隨著磁場的增強，流向錯誤方向電子的比例越來越大，從而導(dǎo)致電阻增大。超快速的電子會導(dǎo)致巨磁電阻，電子在材料中移動得越快，洛倫茲力和磁場的影響就越大。在過渡金屬鈮（Nb）和磷（P）的合成物材料中有超快電荷載體，即所謂的相對論電子，其移動速度是光速的千分之一，每秒300公里。因此，磷化鈮具有明顯的巨磁電阻效應(yīng)。
研究人員還發(fā)現(xiàn)了電子非常快速、靈活的原因。在磷化鈮中，這一特殊屬性是由特定的電子態(tài)負(fù)責(zé)的：在所謂的Weyl金屬中有一些電子，他們好像是無質(zhì)量的，從而可以移動得非常快。研究人員認(rèn)為，磷化鈮的巨磁電阻效應(yīng)可以通過巧妙的材料設(shè)計進(jìn)一步得到改進(jìn)。馬普固體化學(xué)物理研究所和亥姆霍茲德累斯頓羅森多夫研究中心的專家們希望將來繼續(xù)合作，共同開發(fā)Weyl金屬。
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