MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798346853367
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31836987
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530
■1001  ▼aWen,  Jiamin.
■24510▼aInvestigating  the  Anomalous  Thermal  and  Electrical  Transport  Phenomena  in  YbMnBi2  and  Indium-Doped  (Pb,Sn)Te  Alloys
■260    ▼a[Sl]▼bThe  Ohio  State  University▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a144  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-06,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Heremans,  Joseph  P.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--The  Ohio  State  University,  2024.
■520    ▼aThis  dissertation  will  center  around  the  discussion  of  the  investigation  into  the  anomalous  thermal  and  electrical  transport  phenomena  in  magnetic  Weyl  semimetal,  YbMnBi2,  as  well  as  the  characterization  of  its  magnetization  behavior.  A  theory-based  experimental  search  for  a  new  type  of  chiral  anomaly  in  promising  materials  will  also  be  covered.1.  Thermoelectrics  (TEs)  are  solid-state  devices  that  can  realize  heat-electricity  conversion.  Transverse  TEs  require  materials  with  a  large  Nernst  effect,  which  typically  requires  a  strong  applied  magnetic  field.  However,  topological  materials  with  magnetic  order  offer  an  alternative  pathway  for  achieving  large  Nernst  via  the  anomalous  Hall  effect  and  the  accompanying  anomalous  Nernst  effect  (ANE)  that  arise  from  band  topology.  Here,  we  show  that  YbMnBi2  with  a  low  Hall  density  and  a  chemical  potential  near  the  Weyl  points  has  the  highest  ANE-dominated  Nernst  thermopower  of  any  magnetic  materials,  Syx  around  110  μV/K-1  (T  =  254  K,  5  T  ?  |μ0H|  ?  9  T  applied  along  the  spin  canting  direction),  due  to  the  synergism  between  classical  contributions  from  filled  electron  bands,  large  Hall  conductivity  of  topological  origin,  and  large  resistivity  anisotropy.  In  addition,  an  appreciable  thermal  Hall  angle  of  0.02    ∇yT/∇xT  (-9  T)    0.06  was  observed  (40  K    T    310  K).2.  How  exactly  the  magnetization  of  YbMnBi2  changes  with  temperature  and  magnetic  field  remains  indeterminate.  Mysteries  exist  in  the  previous  reports.  Herein,  through  extensive  magnetization  characterization  at  various  conditions,  it  was  found  that  the  magnetization  behavior  of  YbMnBi2  showcases  shared  features  in  many  aspects  among  multiple  crystals  in  spite  of  a  few  sample-dependent  details.  The  findings  here  hint  at  a  more  complex  picture  of  the  magnetic  structure  than  what  is  currently  known.  This  project  hopefully  can  provide  a  foundation  for  future  studies  on  thoroughly  characterizing  the  magnetization  behavior  of  YbMnBi2.3.  Chiral  anomaly,  a  signature  of  Weyl  semimetal  (WSM)  phase,  shows  potential  to  efficiently  modulate  thermal  or  electrical  transport  in  the  device  level,  which  normally  requires  an  external  magnetic  field.  Recently,  indium-doped  (Pb,Sn)Te  alloys  have  been  demonstrated  to  host  giant  Berry  curvature  dipoles  in  the  WSM  phase,  giving  rise  to  nonlinear  Hall  effect  without  the  presence  of  magnetic  field  and  magnetization.  In  this  project,  we  present  theory-based  experimental  search  for  a  new  type  of  chiral  anomaly  that  is  based  on  non-zero  Berry  curvature  dipole.  One  signature  of  this  new  chiral  anomaly  is  that  in  the  absence  of  magnetic  field  and  magnetization  thermal  conductivity  exhibits  anomalous  changes  with  external  electric  field  such  that  these  variations  are  odd  functions  of  E-field  and  proportional  to  it  at  a  given  temperature.  In  (Pb0.59Sn0.41)0.97In0.03Te  single  crystal,  we  observed  a  linear  relationship  between  imposed  electric  field  Ez  along  the  polar  axis  and  antisymmetric  components  of  thermal  conductivity  κxx  in  the  plane  normal  to  z.  The  documented  thermal  conductivity  behaviors  with  E-field  in  our  experiments  approximate  theoretical  predictions.  This  new  type  of  chiral  anomaly  manifested  in  indium-doped  (Pb,Sn)Te  alloys  unveils  its  potential  for  engineering  a  voltage-driven  solid-state  heat  switch  independent  from  magnetic  field.
■590    ▼aSchool  code:  0168.
■650  4▼aPhysics
■650  4▼aCondensed  matter  physics
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■653    ▼aThermoelectrics
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■690    ▼a0794
■690    ▼a0605
■690    ▼a0537
■690    ▼a0607
■71020▼aThe  Ohio  State  University▼bMaterials  Science  and  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-06B.
■790    ▼a0168
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17165178▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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