反強磁性カゴメ半金属における異常磁気抵抗の観測(Scientists Observe Anomalous Magnetoresistance in Antiferromagnetic Kagome Semimetal)

2026-01-29 中国科学院(CAS)

中国科学院・合肥物質科学研究院と同科学院半導体研究所の研究チームは、反強磁性カゴメ半金属ヘテロ構造において、従来とは異なる異常な振動型磁気抵抗を観測し、その起源となるトポロジカル磁気構造を直接同定した。研究では、反強磁性カゴメ半金属FeSnとPtからなるヘテロ構造を作製し、界面で反転対称性を破ることでジャロシンスキー–守谷相互作用を導入・制御した。その結果、特定のFeSn膜厚条件下で、低磁場領域において通常のシュブニコフ–ド・ハース振動とは明確に異なる減衰振動型磁気抵抗が現れることを確認した。さらに、独自開発の低温・強磁場磁気力顕微鏡観測により、反強磁性トポロジカルスピンテクスチャの実空間像を直接捉え、異常磁気抵抗との対応関係を実証した。本成果は、反強磁性トポロジカルスピントロニクスの基礎理解を深め、スキルミオン型デバイス設計への重要な物理基盤を提供する。

反強磁性カゴメ半金属における異常磁気抵抗の観測(Scientists Observe Anomalous Magnetoresistance in Antiferromagnetic Kagome Semimetal)
The low-field magnetoresistance oscillations originate from magnetoelectric coupling associated with topological spin textures. (Image by FENG Qiyuan)

<関連情報>

反強磁性カゴメ半金属ヘテロ構造における異常磁気抵抗 Anomalous Magnetoresistance in an Antiferromagnetic Kagome Semimetal Heterostructures

Xionghua Liu, Qiyuan Feng, Weibin Cui, Hanjie Guo, Yubin Hou, Xiaomin Zhang, Yongcheng Deng, Dong Zhang, Jing Zhang, Qingyou Lu, Kaiyou Wang
Advanced Functional Materials  Published: 29 November 2025
DOI:https://doi.org/10.1002/adfm.202519240

Abstract

Antiferromagnetic Kagome semimetals have attracted tremendous attention for their potential application in antiferromagnetic topological spintronics. Effectively manipulating Kagome antiferromagnetic states can reveal abundant physical phenomena induced from quantum interactions between topology, spin, and correlation. Here, tunable spin textures of FeSn thin films are achieved via introducing interfacial Dzyaloshinskii–Moriya interaction from heavy-metal Pt overlayer. With increasing FeSn thickness, the variable spin textures result in a gradual change in Hall resistivity and magnetoresistance. Importantly, an unconventional damped oscillatory-like behavior of magnetoresistance at relatively low magnetic fields can be observed in thin FeSn/Pt samples. This oscillatory-like magnetoresistance feature is confirmed to be related to the special topological spin textures revealed by magnetic force microscopy measurements. The formation of a rich variety of topological spin textures in association with exotic magneto-transport properties in antiferromagnetic Kagome FeSn heterostructures offers new perspectives for understanding the novel emergent phenomena in Kagome antiferromagnets.

0403電子応用
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