摘    要: EuMnSb2是一种可能的Dirac材料。在本篇论文中，我们主要是利用PPMS仪器，采用四引线法，测量了铕锰锑2K-300K温度下，0T-9T磁场范围内的磁阻.实验结果表明，在零磁场下，铕锰锑电阻率温度关系曲线呈现金属行为。随着温度的降低，电阻逐渐减小。外磁场下，铕锰锑呈现正磁阻效应，在2K温度，磁场强度为9T时候，磁阻达到127%左右，随着温度的增加，磁阻逐渐减小。当温度为300K，磁场强度为9T时候，磁阻仍然达到25%左右，比普通金属的磁阻，大了一个数量级以上。另外，我们研究还发现，在T=2K，B>5T时，铕锰锑磁阻随着磁场的增加而线性增加，呈现线性关系。对不同温度下的铕锰锑的磁阻曲线进行归一化研究发现，在20K以上温度环境下，铕锰锑磁阻满足科勒定则，表现为实验数据归一到一条函数曲线。但是在20K以下低温环境下铕锰锑的磁阻偏离科勒定则。可能的原因是，在低温时，铕的磁矩的发生了反铁磁有序相变，这个实验结果表明，铕锰锑的磁性质和电子输运性质有着紧密的关联。

关键词： 四引线法； 磁电阻； 狄拉克材料； 科勒定则

Abstract:EuMnSb2 is a possible Dirac material. In this paper, we mainly use the PPMS instrument and the four lead method to measure the magnetoresistance in the range of 0T-9T magnetic field at the temperature of EU, manganese, antimony and antimony 2K-300K. The experimental results show that the temperature relation curve of the resistivity of EU, Mn, Mn and Sb in zero magnetic field shows a metal behavior. As the temperature decreases, the resistance gradually decreases. Under the external magnetic field, the europium and antimony exhibits a positive magnetoresistance effect. At the 2K temperature and the magnetic field strength of 9T, the magnetoresistance reaches about 127%, and the magnetoresistance decreases with the increase of the temperature. When the temperature is 300K and the magnetic field intensity is 9T, the magnetoresistance still reaches about 25%, which is more than an order of magnitude larger than that of common metals. In addition, we also found that at T=2K and B>5T, the magnetic resistance of EU, Mn and Sb increases linearly with the increase of magnetic field, showing a linear relationship. The magnetoresistance curve of EuMnSb2 at different temperatures is normalized, and it is found that the magnetoresistance of EuMnSb2 meets the Kohler rule above 20K, showing that the experimental data is normalized to a function curve. However, the magnetic resistance of EuMnSb2 deviates from the Kohler rule under the low temperature below 20K. The possible reason is that at low temperature, the antiferromagnetic ordered phase transition of the magnetic moment of europium has occurred. The experimental results show that the magnetic properties of the EuMnSb2 are closely related to the electron transport properties.

Key words:  four-probe technique;  magnetoresistance;  Dirac material;  Kohler’s rule

目    录

第一章 引言 4

1.1 Dirac材料的发展状况 4

1.2 Dirac材料的电子输运 5

1.3材料中的磁阻 5

第二章 实验材料简介 6

2.1 EuMnSb2简单介绍 6

第三章 实验方法和过程 7

3.1物性测量系统PPMS的简单介绍 7

3.2用四引线法测量磁电阻的简单介绍 8

3.3用扫场法测量磁电阻的简单介绍 10

3.4实验过程 11

第四章 实验结果与讨论 12

4.1 EuMnSb2的磁电阻实验结果 12

第五章 结论 14

5.1结论 14

参考文献 15

致谢 16

第一章 引言

1.1 Dirac材料的发展状况

近几年出现了一类特殊能带结构的二维晶体材料，狄拉克材料。这种材料，它不同于金属、半导体、绝缘体，具有单原子层且具有低电阻、高载流子迁移率等等物理性质，表现出众多制造电子元器件的优良品性。石墨烯与拓扑绝缘体是最极具有代表性的两种狄拉克材料。1933年英国理论物理学家保罗·狄拉克所发表的有关量子力学的学术报告中，描述了狄拉克费米子的特殊物理行为。之后在2004年曼切斯特大学gemi小组分离出石墨烯，这是一种原子级的石墨材料，将石墨材料不断地用微机械装置剥离，得到一个单原子层，这种薄片英文名为 graphene，也就是石墨烯。我们将这类只有一层原子层的材料称为二维晶体材料。从电子显微镜下，可以看到他是一层碳原子六方格结构排列而成的。科学家们发现，普通的物质的二维晶体在无法再自然界中稳定存在。而石墨烯所具有的蜂窝状的原子结构十分稳定，同时表现出优良的电子输运性质以及奇特的物理现象。同时石墨烯的出现，也使很多科学家都因此投入到研究二维晶体材料的研究当中去。