反铁磁材料因为其宏观净磁矩为零,对磁场扰动不敏感,数据存储更加稳定等优点而作为传统的铁磁半导体电子器件的替代材料,受到了器件开发研究者的热捧。但是也因为其特殊的结构导致普通的探测设备难以检测到信号输出,而Mn3X（X=Ga,Ge,Sn等）系列材料是一种倾角非共线反铁磁体,不仅能够被外界探测到磁矩信号,而且还能通过电磁调控等方式展现良好的电磁输运行为,具有广阔的应用前景。与此同时非共线反铁磁Mn3X系列材料还属于Weyl半金属,在当前凝聚态物理的相关研究中为研究者提供了良好的科研平台,研究人员发现这类材料中存在有反常霍尔效应、反常能斯特效应、交换偏置效应、磁光克尔效应等多种新奇的物理效应,为后续的研究者推开了反铁磁材料研究的大门。本论文采用助熔剂法制备了Mn3Ge晶体材料,以单晶样品的电学与磁学输运性能及多晶粉末的磁学性质为主要研究对象,较为全面的对其输运性能和背后的物理机制进行了讨论分析,具体工作包含如下七个章节:第一章绪论部分主要介绍了非共线反铁磁材料的研究背景、研究进展、研究意义以及本文中研究Mn3Ge材料时主要涉及的一些基本物理效应。通过背景知识的介绍明确了论文研究开展的重要意义,通过几种物理效应的介绍不仅知道了物理现象分析从哪里来,也为下一步到哪里去指明了方向。Mn3Ge材料作为非共线反铁磁材料中比较有代表性的一员,还有不少有意思的区域可以挖掘研究,尤其是极具特色的各向异性方面还有很大的发展空间。第二章主要介绍了非共线反铁磁材料Mn3Ge的制备手段以及表征过程中涉及的部分仪器,例如助熔剂法、XRD粉末衍射仪、能谱仪、综合物性测量系统和超低温SQUID磁学测量系统等,并对其工作原理做了简要说明。第三章主要介绍了单晶样品Mn3Ge的制备及结构表征。单晶样品的制备采用助熔剂法;使用XRD粉末衍射仪对该单晶粉末进行结构表征,获取晶胞参数;用能量色散型X射线检测器进行成分分析,确认样品质量;之后使用综合物性测量系统和超低温SQUID磁学测量系统对样品进行电学与磁学输运性能的测试。第四章主要介绍了Mn3Ge单晶的磁学特性研究。通过场冷却模式和零场冷却模式下磁化强度随温度变化曲线的测试发现材料的不可逆性和分裂行为。通过沿三个方向磁化强度随磁场的变化曲线的测试,发现材料的磁化强度受温度和外加磁场的影响还是较为明显的,同时发现低温区时XY平面内的磁化强度要高于Z轴方向,这也与材料的结构特征相吻合。在测试过程中还发现材料中三个方向差异比较明显的交换偏置效应,磁场平行于Z方向的值要大于其他两个方向,这可能与反铁磁材料倾角方向与内部交换耦合作用的合力方向一致所对应。最后通过低温时的负磁阻数据进一步在实验上验证材料属于外尔半金属,这不仅对于前人的理论预测是个重要的实验证据,而且对于之后的研究进展也有重要意义。第五章主要研究了Mn3Ge单晶的电输运性质。纵向电阻率的测试表明样品具有较强的各向异性,同时纵向电阻低温区的上翘表明材料中可能存在由杂质散射引起的近藤效应;通过反常霍尔效应的测试分析进一步验证了其物理来源的内禀机制,通过整体的霍尔效应公式求解得到了额外的自发霍尔效应的值,发现材料中霍尔效应的大部分是来自于贝利曲率引发的自发霍尔效应。并且自发霍尔效应的值受到微弱磁场调节就会发生正负符号的转变,这对于后续以0和1作为控制开关的磁存储器件有重要的潜在应用价值。第六章主要进行了Mn3Ge多晶粉末的磁性研究。主要分析了造成随循环次数增加交换偏置效应逐渐减弱的磁锻炼效应,多次循环后部分被施加的外场冻结的锰磁矩逐渐恢复初始状态,材料中反铁磁组分对铁磁组分的钉扎作用也越来越弱,相互耦合作用也越来越弱,宏观上就表现为交换偏置场的不断减小直至恢复常态。第七章对以上内容进行了总结和展望。本论文工作以非共线反铁磁Mn3Ge单晶及多晶粉末为研究对象,研究了材料的电、磁输运性能和多晶粉末的磁学性质,对测试数据其进行了分析讨论并对背后的物理机制进行了研究探讨。随后对后续工作进行了下一步的展望总结,也为接下来的工作开展提供了参考方向。