我系周仕明教授课题组在反常霍尔效应研究方面取得重要进展

最近，国际物理学权威期刊“Physical Review Letters”（《物理评论快报》）发表了我系周仕明教授课题组的论文《Chemical Composition Tuning of the Anomalous Hall Effect in Isoelectronic L10 FePd1-xPtx  Alloy Films》(PRL, 109, 066402 (2012))⚫️。该论文介绍了有关反常霍尔效应的最新研究成果。

美国物理学家Edwin Hall于1880年在半导体中发现了霍尔效应，随后于1881年在多种磁性金属中发现反常霍尔效应。与半导体相比🚗，磁性金属中反常霍尔效应大1-2个量级🛠🤸🏻‍♀️，并随着外加磁场的增大出现饱和🖐。在过去的100多年时间里，人们对各种磁性材料中反常霍尔效应的物理机制进行了理论和实验研究🧑‍🔬。由于反常霍尔效应与自旋霍尔效应等新的自旋输运现象具有相同或相似的物理机制🤾🏿，对其研究有利于丰富和发展自旋电子学理论🌸，所以近年来又激起新一轮的研究热情。

早期研究表明，霍尔电阻率来源于自旋轨道耦合诱导的传导电子不对称散射，可能存在三种不同机制，即斜散射(skew scattering), 边跳跃（side-jump），以及本征效应（intrinsic）。虽然人们知道这三部分与自旋轨道耦合强度密切相关，但是对其依赖性特别是定量关系知之甚少，更缺乏相应的实验研究🔄。

为解决上述科学问题，周仕明教授课题组利用超高真空磁控溅射系统在MgO(001)衬底上成功外延生长了L1(0) FePdPt有序合金薄膜。其优点在于通过调节Pt/Pd的原子百分比，可以实现自旋轨道耦合强度的连续调控⚱️。通过和台湾政治大学郭光宇教授合作💏🚚，研究发现霍尔效应的本征贡献强烈依赖于自旋轨道耦合强度，且随后者增大而增大🙆🏻。与之形成鲜明对比的是，边跳跃贡献基本保持不变🦸。

正如审稿人指出的那样，该结果对于完整理解反常霍尔效应将起到至关重要的作用。

该项工作得到了国家自然科学基金委和科技部的经费支持。