| 1 |
1 января 2008 г.-31 декабря 2008 г. |
Разбавленные магнитные полупроводники А4В6 под давлением |
| Результаты этапа: Исследованы гальваномагнитные эффекты, магнитные свойства и электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) в PbTe и сплавах Pb1-xSnxTe, легированных ванадием, при вариации состава матрицы и концентрации магнитной примеси. Обнаружен глубокий примесный уровень ванадия, стабилизирующий уровень Ферми под дном зоны проводимости. Установлено, что при понижении температуры (T<15 K) происходит переход к проводимости по примесной зоне ванадия. Определены энергия активации примесного уровня ванадия и энергия активации при проводимости по примесной зоне в твердых растворах разного состава. Показано, что магнитная восприимчивость содержит два вклада: независящий от температуры диамагнетизм кристаллической решетки и парамагнитный вклад изолированных магнитных ионов ванадия. Определены температуры Кюри и концентрации магнитных центров в образцах. Получены температурные зависимости g-фактора и ширины линии ЭПР при температурах T=85-200 K и обнаружена тонкая структура в спектрах ЭПР, связанная со взаимодействием магнитного момента электрона с магнитным моментом ядра изотопа 51V.
Исследованы гальваномагнитные свойства сплавов Pb1-xGexTe, легированных хромом, при вариации состава матрицы и под давлением до 16 кбар. На температурных зависимостях сопротивления обнаружены характерные пики, связанные со структурным фазовым переходом из кубической в ромбоэдрическую фазу. Установлено, что легирование хромом вызывает понижение критической температуры перехода на (65-80) К и получена ее зависимость от давления. Показано, что в окрестности перехода диэлектрик-металл, индуцированного давлением, существуют два механизма проводимости: зонная проводимость и проводимость электронного типа по примесной полосе хрома. В рамках двухзонной модели рассчитаны полевые зависимости коэффициента Холла и определены основные параметры носителей заряда. Установлено значительное перекрытие примесной зоны с зоной проводимости в диэлектрической фазе. Рассчитаны барические зависимости концентрации электронов и энергии Ферми и предложена модель перестройки электронной структуры под давлением. Показано, что аномалии на этих зависимостях и на полевых зависимостях коэффициента Холла при высоких давлениях могут объясняться влиянием аномального эффекта Холла на экспериментально определяемые величины. |
| 2 |
1 января 2009 г.-31 декабря 2009 г. |
Разбавленные магнитные полупроводники А4В6 под давлением |
| Результаты этапа: Исследованы гальваномагнитные эффекты в сплаве Pb1-xSnxTe (x=0.14), легированном ванадием, в условиях гидростатического сжатия до 15 кбар. Установлено, что под действием давления наблюдается уменьшение энергии активации глубокого уровня ванадия, аномальная инверсия знака коэффициента Холла при увеличении температуры и переход типа диэлектрик-металл при P=7 кбар, связанные со стабилизацией уровня Ферми глубоким уровнем ванадия. Показано, что движение уровня ванадия относительно дна зоны проводимости под давлением приводит к перераспределению электронов между уровнем ванадия и зоной проводимости и увеличению концентрации свободных носителей заряда, определенной по периоду шубниковских осцилляций. Определена скорость движения глубокого уровня ванадия относительно дна зоны проводимости и предложена модель перестройки электронной структуры под давлением.
Исследованы гальваномагнитные эффекты, магнитные свойства и электронный парамагнитный резонанс в сплавах Pb1-xSnxTe (x=0, 0.05-0.30), легированных хромом и кальцием, при вариации состава матрицы и концентрации примеси. Обнаружены уменьшение концентрации дырок, p-n-конверсия типа проводимости и стабилизация уровня Ферми уровнем примеси с ростом содержания хрома. Определены скорости изменения концентрации носителей заряда в исследованных сплавах при легировании. Предложена диаграмма движения глубокого уровня хрома относительно краев энергетических зон при изменении состава сплавов. Кроме традиционного парамагнитного вклада в магнитную восприимчивость обнаружен высокотемпературный ферромагнитный вклад. Показано, что с ростом концентрации хрома температура Кюри медленно увеличивается от 280 К до 345 K и стремится к насыщению. В окрестности перехода в ферромагнитное состояние обнаружено расщепление линии ЭПР на две независимые линии. Получены температурные зависимости величин g-факторов и ширины линии ЭПР в парамагнитной и ферромагнитной фазах.
Исследованы гальваномагнитные и магнитные свойства сплавов Pb1-xSnxTe (x=0.06-0.14), легированных ванадием, при вариации состава матрицы и концентрации ванадия. При увеличении концентрации ванадия обнаружены уменьшение концентрации дырок, p-n-конверсия типа проводимости и стабилизация уровня Ферми уровнем ванадия, расположенным под дном зоны проводимости. Обнаружен эффект задержанной фотопроводимости при гелиевых температурах. Предложена диаграмма перестройки электронной структуры при изменении содержания олова в сильнолегированных сплавах. Установлено, что магнитная восприимчивость складывается из двух вкладов: независящего от температуры решеточного диамагнитного и примесного парамагнитного вклада, подчиняющегося закону Кюри-Вейсса. По температурным зависимостям магнитной восприимчивости определены температуры Кюри и эффективные магнитные моменты на атом ванадия в исследованных сплавах.
|
| 3 |
1 января 2010 г.-31 декабря 2010 г. |
Разбавленные магнитные полупроводники А4В6 под давлением |
| Результаты этапа: Исследованы гальваномагнитные свойства сплавов Pb1-xGexTe (x=0.02-0.13), легированных хромом, при вариации состава матрицы и под давлением до 16 кбар. На температурных зависимостях сопротивления обнаружены характерные пики, связанные со структурным фазовым переходом из кубической в ромбоэдрическую фазу. Установлено, что легирование хромом вызывает понижение критической температуры перехода на (65-80) К и получена ее зависимость от давления. Показано, что в окрестности перехода диэлектрик-металл, индуцированного давлением, существуют два механизма проводимости: зонная электронная проводимость и проводимость электронного типа по примесной полосе хрома. В рамках двухзонной модели рассчитаны полевые зависимости коэффициента Холла и определены основные параметры носителей заряда. Установлено значительное перекрытие примесной зоны с зоной проводимости в диэлектрической фазе. Рассчитаны барические зависимости концентрации электронов и энергии Ферми и предложена модель перестройки электронной структуры под давлением. Показано, что аномалии на этих зависимостях и на полевых зависимостях коэффициента Холла под давлением могут объясняться влиянием аномального эффекта Холла на экспериментально определяемые величины.
Исследованы гальваномагнитные эффекты, магнитные свойства и электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) в сплавах Pb1-xSnxTe (x=0, 0.05-0.30), легированных хромом и кальцием, при вариации состава матрицы и концентрации примеси. Обнаружены уменьшение концентрации дырок, p-n-конверсия типа проводимости с ростом содержания хрома и стабилизация уровня Ферми уровнем примеси, расположенным в зоне проводимости. Определены скорости изменения концентрации носителей заряда в исследованных сплавах при легировании. Предложена диаграмма движения глубокого уровня хрома относительно краев энергетических зон при изменении состава сплавов. Кроме традиционного парамагнитного вклада в магнитную восприимчивость обнаружен высокотемпературный ферромагнитный вклад. Показано, что с ростом концентрации хрома температура Кюри медленно увеличивается от 280 К до 345 K и стремится к насыщению. В окрестности перехода в ферромагнитное состояние обнаружено расщепление линии ЭПР на две независимые линии. Получены температурные зависимости величин g-факторов и ширины линии ЭПР в парамагнитной и ферромагнитной фазах.
Исследованы гальваномагнитные эффекты в слабых и квантующих магнитных полях в сплаве n-Pb1-xSnxTe (x=0.18), легированном ванадием, под давлением до 15 кбар. Установлено, что под действием давления наблюдается уменьшение энергии активации глубокого уровня ванадия, n-p-инверсия знака коэффициента Холла при низких температурах и переход диэлектрик-металл при P=7 кбар, связанные со стабилизацией уровня Ферми глубоким уровнем ванадия. Показано, что движение уровня ванадия под давлением приводит к перераспределению электронов между уровнем ванадия и валентной зоной и увеличению концентрации свободных дырок, определенной по коэффициенту Холла и частоте осцилляций Шубникова-де Гааза. Предложена модель перестройки электронной структуры под давлением. В окрестности перехода диэлектрик-металл в рамках двухзонной модели проводимости проведено сопоставление экспериментальных и теоретических полевых зависимостей коэффициента Холла (B<8 Тл). Показано, что в диэлектрической фазе основным механизмом проводимости является дырочная проводимость по примесной зоне ванадия, а в металлической фазе – проводимость по валентной зоне. Получены барические зависимости основных параметров носителей заряда.
|
