高压制备首个A位有序四重钙钛矿庞磁电阻材料 | 进展

主要观点总结

庞磁电阻（CMR）材料在磁存储、磁传感和自旋电子器件等领域有重要应用。针对A位有序四重钙钛矿材料，龙有文研究员团队通过调整离子半径成功设计出新型材料Pb(Pb ₁ / ₃ Hg ₂ / ₃ )₃Mn₄O₁₂，展示了本征的CMR效应，在磁场下有巨大的电阻率变化，并且具有显著的低场MR效应。研究成果发表在J. Am. Chem. Soc.上，被选为Supplementary Cover。

关键观点总结

关键观点1: 庞磁电阻（CMR）材料的重要性

CMR材料在磁存储、磁传感和自旋电子器件等领域具有重要潜在应用。

关键观点2: A位有序四重钙钛矿的研究背景

此前，研究人员未能在A位有序四重钙钛矿氧化物中观测到本征的CMR现象。

关键观点3: 新型A位有序四重钙钛矿材料的发现

龙有文研究员团队成功设计出新型材料Pb(Pb ₁ / ₃ Hg ₂ / ₃ )₃Mn₄O₁₂，具有本征的CMR效应，并且在磁场下有巨大的电阻率变化。

关键观点4: 研究成果的影响

该工作为在A位有序四重钙钛矿氧化物中实现本征CMR效应提供了新思路，研究成果发表在J. Am. Chem. Soc.上，被选为Supplementary Cover。

正文

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(Pb _{₁ / ₃} ^{3.5 +} Hg _{₂ / ₃} ^{2 +} ) _₃ Mn _₄ ^{3.63 +} O _₁₂ 。 正是由于Mn–O–Mn键角的大幅增大，+3和+4价混合的Mn离子之间的双交换机制被激活，从而使该材料在T C ≈120K处发生铁磁相变，并伴随绝缘体-金属化转变。并且，施加磁场能显著抑制电阻率，材料展示出本征的CMR效应。测试表明，当施加8T磁场时，该材料在 T C 附近的MR绝对值可以达到650%，磁场进一步增加到16T时MR值更是高达2250%。 这是迄今为止在A位有序四重钙钛矿氧化物中观察到的最大MR值，也是本征CMR效应在该类结构材料中的首次实现。 此外，该材料在较低温度时表现出显著的低场MR效应，比如在2K时施加0.5T磁场即可诱导出约40%的MR值。这项工作为如何在A位有序四重钙钛矿氧化物中实现本征CMR效应提供了新思路。

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