Compensated magnets with a spin-split nonrelativistic band structure have gained significant interest in spintronics research over recent years. These materials are referred to as altermagnets. In this work, the altermagnetic Chromium Antimonide (CrSb) is thoroughly investigated in both bulk form and as epitaxial thin films. Magnetometry measurements using a SQUID magnetometer confirm the vanishing net magnetization, while X-ray diffraction (XRD) analysis validates the hexagonal NiAs phase of CrSb, also ensuring high structural quality. Detailed magnetotransport studies reveal distinct differences between the bulk and thinfilm systems. The ordinary magnetoresistance (OMR) exhibits a substantial change, with bulk samples showing variations in the tens of percent range, whereas in thin films, the
OMR drops significantly to sub-percent levels. Additionally, the Hall resistivity in the bulk samples shows a pronounced nonlinear slope, which is identified to arise from multi-carrier transport in connection with high-mobility carriers. In contrast, this nonlinear behavior is absent in the thin films, indicating distinct transport dynamics between the two material forms.
A carrier analysis further highlights the differences in Hall resistivity in greater detail, while underscoring that the dominant hole-like transport remains consistent in both bulk and thinfilm systems. The analysis reveals that while both systems share this dominant transport mechanism, the carrier densities and mobilities vary significantly. The calculated mobilities in bulk are approximately 100 times higher than in thin films, whereas the carrier density in bulk is about 20 times lower than in thin films. Magnetotransport measurements were also conducted at the high-field facility Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) to investigate potential high-field effects, such as spin-flop or spin-flip transitions. However, these phenomena were not observed. Additionally, none of the conducted experiments provide
evidence for the occurrence of the anomalous Hall effect (AHE). This study underlines the impact of dimensionality and sample preparation on the transport properties of CrSb and its potential role in the field of altermagnetism.

Kompensierte Magnete mit einer spinaufgespaltenen, nichtrelativistischen Bandstruktur haben in den vergangenen Jahren zunehmend an Bedeutung für die Spintronikforschung gewonnen. Diese Materialklasse wird als Altermagnete bezeichnet. In der vorliegenden Arbeit wird das altermagnetische Chromantimonid (CrSb) sowohl in Form von Bulkmaterial als auch als epitaktische Dünnschicht umfassend untersucht.
Magnetometrische Messungen mit einem SQUID-Magnetometer bestätigen das Fehlen einer Nettomagnetisierung, während Röntgenbeugungsanalysen (XRD) die hexagonale NiAs-Phase von CrSb nachweisen und zugleich die hohe strukturelle Qualität der Proben bestätigen. Detaillierte Magnetotransportuntersuchungen zeigen deutliche Unterschiede zwischen den Bulk- und Dünnschichtsystemen. Insbesondere weist die gewöhnliche Magnetoresistenz (OMR) eine erhebliche Veränderung auf: Während die Bulk-Proben Magnetoresistenzwerte im zweistelligen Prozentbereich zeigen, sinkt die OMR bei den Dünnschichten deutlich auf Werte unter einem Prozent. Darüber hinaus weist der Hall-Widerstand der Bulk-Proben eine ausgeprägte Nichtlinearität auf, die auf einen Transport durch mehrere Ladungsträgerarten in Verbindung mit hochbeweglichen Ladungsträgern zurückgeführt werden kann. Dieses nichtlineare Verhalten tritt bei den Dünnschichten hingegen nicht auf, was auf unterschiedliche Transportdynamiken in den beiden Materialformen hindeutet.

Eine detaillierte Ladungsträgeranalyse verdeutlicht die Unterschiede im Hall-Widerstand und zeigt gleichzeitig, dass der dominierende löcherartige Transport sowohl im Bulkmaterial als auch in den Dünnschichten erhalten bleibt. Obwohl beide Systeme denselben dominierenden Transportmechanismus aufweisen, unterscheiden sie sich deutlich hinsichtlich der Ladungsträgerdichte und der Ladungsträgerbeweglichkeit. Die berechnete Beweglichkeit der Ladungsträger im Bulkmaterial ist etwa um den Faktor 100 höher als in den Dünnschichten, während die Ladungsträgerdichte im Bulkmaterial ungefähr um den Faktor 20 geringer ist.

Zur Untersuchung möglicher Hochfeldeffekte, wie Spin-Flop- oder Spin-Flip-Übergänge, wurden ergänzend Magnetotransportmessungen an der Hochfeldanlage des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) durchgeführt. Entsprechende Phänomene konnten jedoch nicht beobachtet werden. Darüber hinaus ergaben keines der durchgeführten Experimente Hinweise auf das Auftreten des anomalen Hall-Effekts (AHE).

Die vorliegende Studie verdeutlicht den Einfluss der Dimensionalität und der Probenpräparation auf die Transporteigenschaften von CrSb und liefert wichtige Erkenntnisse über dessen Potenzial im Bereich des Altermagnetismus.