测量原理

伏安特性（或I-V曲线）是导体样品中电子输运的基本性质，一般遵循欧姆定律，即电流与电压呈线性增加。对强关联电子系统，如电荷密度波等，以及异质结材料，I-V曲线有时呈现非线性效应。基于平顶脉冲磁场，我们对样品施加三角波电流脉冲，测量样品在平顶磁场处电压随电流的响应关系，首次实现0-50T磁场下的伏安特性测量。详细测量原理参见介绍论文Rev. Sci. Instrum. 93, 085102 (2022)。

                             图1 平顶磁场下伏安特性测量

测量条件

磁场强度：0-50T

平顶磁场脉宽：10-100ms

测量温度：1.5-250K(氦四)

样品形貌：单晶、薄膜

样品尺寸：<4mmÍ4mm

                           图2 伏安特性测量样品装配方式

典型数据

图3是准一维钼紫青铜导体样品Li_0.9Mo₆O₁₇在平顶脉冲磁场下的伏安特性测量结果。研究发现，零场下样品的I-V曲线呈非线性和负微分电阻特性。随着磁场的增加，非线性和负微分电阻效应先增强，而后随磁场增加开始逐渐减弱，揭示强磁场对电荷密度波态的强烈压制作用。该实验是首次在脉冲强磁场下实现I-V曲线测量，为研究凝聚态物质中的非常规关联电子效应以及极端条件下的器件物理提供了新的技术手段。

                 图3 Li_0.9Mo₆O₁₇的I-V曲线测量及非线性输运性质

相关文献

Rev. Sci. Instrum. 93, 085102 (2022)，W. Q. Wei, et al.

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杨明(Email: ming_yang#hust.edu.cn，#换成@)