高居里温度铁磁性重稀土氧化物REO（RE = Tb, Dy, Er）中的金属导电性：稀土元素对载流子极性的影响及异常霍尔效应

《Journal of Materials Chemistry C》：Metallic conduction in high Curie temperature ferromagnetic heavy rare earth monoxides REO (RE = Tb, Dy, Er): rare-earth-dependent carrier polarity and anomalous Hall effect

重稀土单氧化物REO（Tb、Dy、Er）表现出金属导电性，载流子极性随RE离子不同而变化，ErO出现异常顺时针霍耳效应回线，可能与4f-5d杂化程度及多重霍耳效应相关，为自旋电子器件异质结构提供新材料基础。

　　

最近合成的单相重稀土氧化物（属于岩盐型结构，化学式为REO，其中RE可代表Tb、Dy或Er）表现出金属电子特性，其电子构型为[Xe]4fⁿ5d¹，同时具有较高的居里温度。因此，4f能级与5d能级之间的杂化作用预计会显著影响材料的电传输性能。研究发现，这些REO材料具有不同的载流子极性：TbO属于n型金属，DyO属于部分补偿的n型金属，而ErO属于部分补偿的p型金属。这种载流子极性的变化可能与每种RE离子的4f–5d杂化程度有关。这些材料在居里温度以下仍表现出异常霍尔效应，其剩磁和矫顽场强度均高于常规情况。值得注意的是，ErO的异常霍尔效应呈现出顺时针方向的磁滞回线，并具有表面上看似为正的异常霍尔系数，这与TbO和DyO中常见的逆时针方向磁滞回线形成对比。ErO的这种异常行为可能是由于多种异常霍尔效应共同作用的结果，或者存在叠加的半金属常规霍尔效应。其简单的岩盐结构、强烈的自旋-轨道相互作用以及多样的载流子极性，为开发自旋电子异质结构提供了有利条件。