金沙贵宾厅-优惠大厅坐落于安徽省合肥市风景秀丽的科学岛，2008年4月30日经中国科学院批准成立，依托中国科学院合肥物质科学研究院管理（科发人教字〔2008〕133号），其前身是2005年12月20日成立的“合肥强磁场科学技术研究中心”。中心目标：发展... 更多简介 +
稳态强磁场实验装置（Steady High Magnetic Field Facility，简称SHMFF）是国家发改委支持的“十一五”国家重大科技基础设施。SHMFF法人单位是中国科学院合肥物质科学研究院，共建单位是中国科学技术大学。各项任务以中国科学院金沙贵宾厅-优惠大厅为依托... 更多简介 +
中国科学院物理研究所李永庆研究员课题组林朝镜博士，在稳态强磁场实验装置变温X射线衍射仪（XRD）设备的支持下，对HgCr2Se4中的自旋耦合和巨磁电阻效应进行了深入的研究，并取得了新进展。该研究成果以“Spin correlations and colossal magnetoresistance in HgCr2Se4”为题发表在期刊《物理评论B》上 (Physical Review B 94, 224404 (2016); doi: 10.1103/PhysRevB.94.224404)。
在凝聚态物理中，巨磁电阻（CMR）效应一直是磁输运现象研究方面的热点问题。最近50年，在很多材料中发现了CMR现象，如钙钛矿、铕基硫族化合物、一氧化物、铬基尖晶石、烧绿石、辉钴矿等。同时，研究人员提出很多概念和模型来解释CMR效应的物理机制，如磁极化子、磁相分离等。但是，由于材料的多样性和复杂的多体相互作用，并且牵涉到自旋、晶格、电荷、轨道等自由度之间的耦合，导致CMR效应的物理机制一直得不到一个很好的解释。具有尖晶石结构的n型HgCr2Se4是研究CMR效应的理想体系。 HgCr2Se4中的铁磁态是通过Cr3+离子之间超交换作用建立的，3d3的电子构型使得该体系中不存在Jahn-Teller畸变。当顺磁-铁磁（PM-FM）相变发生时，伴随有绝缘-金属转变，从而导致5个量级的磁阻变化。更重要的是，当Cr3+离子间的自旋耦合增强时，CMR效应变大。因此可以断定，自旋耦合对这一体系的输运行为以及CMR效应起重要作用。
在本工作中，林朝镜博士在稳态强磁场实验装置变温X射线衍射仪设备的支持下，对n型HgCr2Se4中的自旋耦合和巨磁阻效应进行了研究。这项研究工作揭示了n型HgCr2Se4中低浓度的传导电子和三维海森堡铁磁之间的交换耦合。在室温，HgCr2Se4中的电子输运行为表现为普通的半导体行为。当温度降低到T*≈2.1Tc时，磁化率偏离了居里外斯定律，同时输运行为进入一个过渡温区（Tc < T < T*），在进入金属态之前表现出CMR效应。
实验结果表明，自旋耦合的决定性不仅发生在临界点附近，而且发生在Tc
文章链接：http://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.94.224404。
金沙贵宾厅-优惠大厅的变温X射线衍射仪，可进行低温、高温下晶体结构的X射线衍射谱测量，其低温范围为15K-300K，高温范围为300K-1700K，测角仪角度范围为0.1°到140°，角度分辨率为1/10000°。
图（a）n-HgCr2Se4样品的变温X射线衍射谱；（b）n-HgCr2Se4的晶格常数随温度的变化。
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