物性物理学：フェリ磁性ノーダルライン半導体における巨大角度依存磁気抵抗

電子伝導の効率的な磁気制御は、メモリー用途やロジック用途向けのスピントロニクス機能性の中核である。トポロジカルバンド交差のある磁性体は、それらのトポロジカルバンド縮退がスピン配置によって容易に調整でき、電子伝導を劇的に変化させることができるため、そうした磁気制御のための優れた材料プラットフォームとなる。今回我々は、磁性半導体におけるスピン偏極バンドのトポロジカルなノーダルライン縮退によって、磁気輸送の極めて大きな角度応答が生じることを提案する。我々は、層状フェリ磁性体のMn₃Si₂Te₆とその誘導化合物をモデル系として用い、カイラル分子軌道状態によって駆動されるトポロジカルバンド縮退がスピンの向きに応じて解け、これによって同一フェリ磁性相において金属–絶縁体転移が生じることを示す。結果として生じる、回転する磁化に伴う角度依存磁気抵抗の変化は、1ラジアン当たり1兆％を超えており、我々はこれを「巨大角度依存磁気抵抗」と名付けた。今回の知見は、磁性ノーダルライン半導体が、極めて敏感なスピン依存機能性や軌道依存機能性を実現する有望なプラットフォームであることを示している。

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