近日，学院任俊峰教授团队在自然指数期刊《Physical Review B》和《The Journal of Physical Chemistry Letters》上发表两篇研究论文，围绕晶向极性（axis-dependent conduction polarity，ADCP）的微观起源及其与各向异性磁输运的内在联系取得系列研究进展。
第一个工作论文题为“Hall polarity reversal and open orbit magnetoresistance from Fermi surface geometry in MgB2”。晶向极性指的是同一种材料沿不同晶体方向表现出不同的传导极性，研究团队结合第一性原理计算与半经典玻尔兹曼输运理论，以层状二硼化物MgB2为代表体系，研究了费米面几何演化对霍尔响应和磁阻行为的影响。研究表明，当化学势扫过能带鞍点时，体系发生Lifshitz相变，费米面由闭合轮廓演化为沿特定方向连通的开放双曲面。伴随这一拓扑转变，材料霍尔响应发生极性反转，磁阻行为也从饱和型转变为开放轨道主导的非饱和磁阻。该工作表明能带鞍点附近的费米面几何演化，是连接晶向极性与非饱和磁阻的微观纽带，为理解、调控层状二硼化物的各向异性磁输运提供理论支撑。山东师范大学为该论文唯一署名单位，研究生王志凯为第一作者，任俊峰教授和齐思云讲师为通讯作者。
论文链接：https://doi.org/10.1103/g6ly-zzbt
另一个工作论文题为“Orbital-Phase Origin of Axis-Dependent Conduction Polarity in One-Dimensional Electrides”。研究团队从波函数轨道相位的角度探讨晶向极性的微观起源。通过构建简化的紧束缚模型发现波函数沿面内和面外方向具有不同的相位匹配关系，由此形成方向相反的能带曲率，并在布里渊区中心产生与晶向极性相关的鞍点。基于上述机制，该研究提出一维电子化合物Sc5P3可实现本征晶向极性效应，同时证明该材料的横向热电响应能够通过元素掺杂、应变工程进行有效调控。山东师范大学为论文第一署名单位，齐思云讲师为第一作者，任俊峰教授和山东大学赵明文教授为通讯作者。
以上研究获得国家自然科学基金、山东省自然科学基金的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.6c00927
