近期，中科院物理所汪卫华院士团队在Fe-Co-Ni-Mn四元高熵合金（以下简称FCNM合金）体系里观察到具有很高玻璃转变温度的自旋玻璃态。通过调节成分，该合金的自旋玻璃转变温度最高可达室温以上，为迄今为止报道的最高自旋玻璃转变温度的材料。该自旋玻璃态可以在很宽的成分区间内稳定存在，并且其相变温度可以在大范围内连续调节。这种新型合金体系的发现不仅提出了自旋玻璃和磁阻挫材料设计的新思路，其超高转变温度与成分可调控的特点也为自旋玻璃材料的实际应用提供了更多可能。该工作以“Robust spin glass state with exceptional thermal stability in a chemically complex alloy”为题发表于《Physical Review Materials》。

该团队采用物理气相沉积将FCNM合金制备成薄膜，然后对其进行了系统的电输运和磁性表征。结果表明，样品中可以测量到强度高达1.92 μΩ·cm的显著的拓扑霍尔效应，并且可以在很宽的温度和磁场范围内存在。研究人员将拓扑霍尔效应的物理起源归结为原本各向同性的自旋排布在外磁场的作用下出现择优取向，从而导致标量自旋手性不再互相抵消并整体显现出净值。这一起源与以往报道过的存在手性自旋的体系都截然不同，为设计和制备手性自旋体系开辟了新的方向。此外，FCNM高熵合金具有简单的面心立方结构，且制备工艺简单，性能易调控，这不仅为手性自旋结构的研究提供了一个很好的材料体系，将来也有可能应用于自旋电子学器件。相关工作以“Observation of topological Hall effect in a chemically complex alloy”为题发表于《Advanced Materials》。

（来源：中国科学院物理研究所 2024-02-29）