（通讯员：刘敏）近日，国际顶级期刊《Advanced Science》（中科院一区TOP期刊，最新影响因子14.1）上在线发表了三峡大学湖北省弱磁探测工程技术研究中心为第一署名单位的题为“Mechanism of Anomalous Anisotropic Colossal Magnetoresistance in Quasi-2D Mn₃Si₂Te₆ Bulk Single Crystal”最新重要研究成果（论文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202514651）。李世琦（在读研究生）、何雄老师和李帅老师为该论文共同第一作者，许云丽副教授、John Q. Xiao教授和潘礼庆教授为论文共同通讯作者，张文昊（在读研究生）、中心易立志副教授，鲁广铎副教授参与了相关工作，华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心李天一博士和夏正才教授为该工作的顺利推进提供了重要支持。

反常各向异性庞磁电阻效应机理示意图

巨大磁电阻效应自20世纪90年代在钙钛矿锰氧化物中发现以来，一直是凝聚态物理和材料科学的研究热点。传统CMR材料通常基于双交换作用、Jahn-Teller畸变或电荷-轨道有序等机制。然而，Mn₃Si₂Te₆表现出截然不同的行为，即仅在磁场沿磁硬轴（c轴）施加时才呈现饱和的CMR形成，而在易磁化面（ab平面）则很难观察到饱和CMR现象。这种异常行为预示其内在不同的物理起源。

研究团队基于Mn₃Si₂Te₆单晶的磁性、磁输运等大量实验研究结果，理论提出：当硬轴c轴磁场超过退磁场后，自旋极化载流子与Mn磁矩对齐，显著抑制散射，导致样品电阻急剧下降；而当在面内磁场作用下，由于磁矩存在约10°的c轴倾斜，导致散射持续存在，从而很难观察到饱和CMR行为。为此，研究团队构建了自旋散射依赖的输运模型，首次从量子散射角度解释了该反常各向异性CMR的起源。该模型表明，即使微小的自旋-磁矩错位（5°）也会在多次散射后被放大，从而产生显著的磁电阻效应。该研究挑战了近期Nature系列文章中提出的手性轨道电流（COC）模型【Nature 611 (2022) 467；Nature Communications15 (2024) 3579】，重新为层状磁体中庞磁电阻效应的调控建立了新的理论框架，为Mn₃Si₂Te₆材料在未来自旋电子学中应用奠定了基础。

该项工作得到了国家自然科学基金（项目编号：12274258, 12504059），湖北省自然科学基金（项目编号：2024AFB333，2024AFB289）和宜昌市自然科学研究项目（项目编号：A24-3-021）等项目的支持。

该论文青年教师简介：何雄博士，三峡大学数理学院校聘副教授、硕士研究生导师，研究工作主要集中在磁学领域，聚焦电磁输运性能及器件设计，在Advanced Science、Journal of Materials Science & Technology、Physical Review B、The Journal of Chemical Physics、Chinese Physics B等期刊上发表论文40余篇，已授权发明专利12项，具备丰富的材料物理学科综合知识和实验技能，得到同行认可，是多个重要学术期刊的外审专家。李帅博士，三峡大学数理学院硕士研究生导师，南方科技大学与哈尔滨工业大学联合培养博士，2023年加入三峡大学数理学院，从事量子输运、磁性材料和拓扑材料方面理论研究。