【摘 要】
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稀土化合物中复杂的自旋、轨道和电子能带结构往往会诱导出丰富的电磁现象。近期有研究发现非磁性稀土磷族化合物RPn（R=稀土元素;Pn=Sb,Bi）具有极大的磁电阻和受费米面结构主导的各向异性磁电阻,以及含二维正方格子的稀土化合物RSn2（R=稀土元素）具有非平庸的电子能带结构。但,自旋、轨道和电子能带对磁性RPn以及RSn2电输运性质的影响研究较少。本文中,我们通过助溶剂法生长了高质量的TbSb和S
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稀土化合物中复杂的自旋、轨道和电子能带结构往往会诱导出丰富的电磁现象。近期有研究发现非磁性稀土磷族化合物RPn（R=稀土元素;Pn=Sb,Bi）具有极大的磁电阻和受费米面结构主导的各向异性磁电阻,以及含二维正方格子的稀土化合物RSn2（R=稀土元素）具有非平庸的电子能带结构。但,自旋、轨道和电子能带对磁性RPn以及RSn2电输运性质的影响研究较少。本文中,我们通过助溶剂法生长了高质量的TbSb和ScSn2单晶,并详细研究了其磁化行为、电输运性质和电子能带结构。研究发现:1)立方对称的TbSb是弱磁各向异性反铁磁体,Γ4轨道序是弱磁各向异性的产生原因,磁有序结构的变化对磁电阻的角度依赖关系影响不大,而对电子能带结构影响很大。2)ScSn2具有四方对称晶体结构（空间群I41/amd）、载流子浓度低、三维的费米面结构以及非平庸的贝利相位等特征。该体系中低温线性磁电阻行为不能通过已有的经典和量子模型理解。我们的研究揭示了轨道、自旋以及电子能带结构对磁性RPn体系各向异性磁电阻的影响,以及ScSn2中复杂的线性磁电阻效应,将为进一步的研究提供实验和理论依据。本文的内容安排如下:首先主要介绍稀土基量子材料的研究背景、磁电阻效应及电子结构特征等;其次介绍本文涉及的实验和理论方法,包括单晶的生长方法、晶体结构和元素成分的确定、磁化率和电输运的表征以及理论计算;然后分两章介绍了 TbSb单晶和ScSn2的电输运性质,揭示了 TbSb中磁各向异性对转角磁电阻和电子结构的影响和ScSn2中的非平庸电子态、Parish-Littlewood模型与线性磁电阻的关联性。最后对全文内容和今后的工作方向做了总结和展望。
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