研究人员在磁性材料SrCo6O11中发现了显著的异常霍尔效应，该效应出现在其磁转变温度之上，此时它表现出一种被称为“自旋波动魔鬼阶梯”的现象。这一观察结果可能会彻底改变磁热电转换材料的设计，对新型热电材料的发展产生重大影响。

这里有一点背景知识：当电流在磁场中的金属样品中流动时，它会受到洛伦兹力。这种力产生一个与磁场和电流垂直的电压——这种现象称为霍尔效应。

在磁性金属中，可能会独立发生一种类似的现象，即反常霍尔效应，特别是在电子自旋排列的铁磁材料中。一般来说，这种排列——以及反常霍尔效应——只有在低于某个温度时才会表现出来，这个温度被称为磁性转变温度。

超过这个温度，自旋就会变得无序，导致反常霍尔效应几乎消失。虽然理论上当自旋被外部磁场排列时，反常霍尔效应可以在磁转变温度以上发生，但它通常非常微弱。

在SrCo6O11中的观察

在这项研究中，研究人员在磁性材料SrCo6O11中观察到了超过磁转变温度时的大异常霍尔效应，该材料表现出一种独特的磁转变现象，被称为“自旋波动魔鬼阶梯”。

值得注意的是，异常霍尔效应或异常霍尔角的幅度是磁性氧化物中记录到的最大幅度之一。研究表明，这种显著效应很可能源于传导电子由于一种称为自旋翻转波动的特定类型自旋波动而产生的强烈散射。

这种大的反常霍尔效应对磁热电转换原理有重大意义。本研究的发现为设计该技术的材料提供了一种新的原理，可能会对新型热电转换材料的发展产生重大影响。

参考文献：“自旋波动恶魔阶梯中的巨大反常霍尔效应”，作者：Naoki Abe、Yuya Hano、Hiroaki Ishizuka、Yusuke Kozuka、Terumasa Tadano、Yoshihiro Tsujimoto、Kazunari Yamaura、Shintaro Ishiwata 和 Jun Fujioka，发表于 2024 年 5 月 17 日，《npj Quantum Materials》。DOI: 10.1038/s41535-024-00653-3