Большая техническая энциклопедия
2 3 6
A N P Q R S U
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
МА МГ МЕ МИ МН МО МУ МЫ МЯ

Магнето-сопротивление

 
Магнето-сопротивления на рис. 15 показывают, что подвижность является плавной функцией температуры и медленно растет по направлению к низкотемпературному плато.
Осцилляции поперечного и продольного магнето-сопротивления, а также постоянной Холла ( со значительно меньшей амплитудой при не слишком низкой темп-ре) наблюдаются в пек-рых полупроводниках ( GaSb, IlgTe) за счет магнитофононп го резонанса и его аналогов.
Поэтому измерения электропроводности, эффекта Холла и магнето-сопротивления, вообще говоря, достаточно для определения концентраций и подвижностей тяжелых и легких дырок.
Из предыдущего видно, что измерения эффекта Холла и магнето-сопротивления в монокристаллах полупроводника, при различных направлениях тока и магнитного поля, дают важную информацию об эффективных массах носителей тока и расположении энергетических поверхностей в бриллюэновской зоне. Такие измерения в и-германии и n - кремнии, проведенные до исследования в них циклотронного резонанса, привели к правильной картине энергетического спектра электронов проводимости.
Некоторые сведения о зонной структуре можно получить ( и этот метод часто используется) из отношения продольного магнето-сопротивления к поперечному. Этим методом была подтверждена картина сферически симметричных зон с экстремумом в центре зоны Бриллюэна или вблизи него для InSb, InAs, GaAs и InP ( гл. Для таких полупроводников теория гальваномагнитных явлений относительно проста, и благодаря этому ее можно использовать для получения сведений о переносе носителей.
Для металлов в приближении одной сферической зоны в пределе крайнего вырождения В - 0 и, следовательно, магнето-сопротивление равно нулю.
Так, например, разделение кристаллических твердых тел на изоляторы, полупроводники и проводники, объяснение взаимосвязи между тепловыми и электрическими свойствами и существование эффектов Холла и магнето-сопротивления может быть удовлетворительно объяснено в рамках зонной теории твердых тел.
В этом отношении рис. 13 представляет замечательную иллюстрацию переходной природы пирографитов; это особенно верно ввиду близкой корреляции между Др / р0 и пмакс / миш ( Ар / ро осажденных материалов сильно увеличивается с ямакс / лмин) - Разумеется, следует иметь в виду, что между магнето-сопротивлением и предпочтительной ориентацией нет строгого соответствия. По существу, рис. 13 демонстрирует высокую чувствительность магнетосопротивления к относительному выравниванию кристаллитов в графитных системах, другими словами, - влияние геометрических факторов на механизмы переноса. Если учесть, что при Я, перпендикулярном с-направлению, магнето-сопротивление слишком мало для изучения в области доступных полей, становится очевидным, что эти наблюдения совпадают с анизотропией электрического сопротивления при нулевом поле. Как упоминалось выше, анизотропия обусловлена особым строением графита - прочные ковалентные связи в основной плоскости и слабое межмолекулярное взаимодействие между слоями. Мы увидим дальше ( раздел VII), как магнетосопроти-вление, связанное с движением носителей в основной плоскости, действительно имеет отношение к подвижно-стям в этой плоскости.
Исторически одним из первых методов явилось исследование гальваномагнитных эффектов в сильных магнитных полях, которое заключается в измерении электропроводности и эффекта Холла. Анизотропия, поперечного магнето-сопротивления позволила определить топологию поверхностей Ферми и, в частности, показать, что такие поверхности могут быть открытыми и закрытыми. Однако детальные исследования поверхностей Ферми этим методом для многозонных металлов затруднены сложностью учета вкладов в электропроводность разных зон.
Отрицательное магнето-сопротивление в теллуриде ртути и Cd0 25Hg0 75Te.| Температурная зависимость магнето-сопротивления в твердом растворе теллури-дов кадмия и ртути Cdxllgi xTe ( x & ( 25. В полупроводниках, имеющих тензорную эффективную массу, возможна анизотропия магнетосопротивления. К числу аномалий относится отрицательное магнето-сопротивление, которое объясняется в настоящее время как результат проявления примесных состояний.
Во всех образцах наблюдается квадратичная зависимость магнето-сопротивления от напряженности магнитного поля в диапазоне полей до 1 104 гс.
Для определения формы валентной зоны были использованы измерения магнитного сопротивления. Если зона имеет сферическую форму, то продольное магнето-сопротивление должно быть равно нулю. Это означает, что энергетические поверхности возле максимумов валентной зоны имеют форму, близкую к сферической, и расположены вблизи центра зоны Бриллюэна.
Движение ( дрейф) электронов и дырок при заданном направлении тока противоположно, а их отклонение в магнитном поле, обусловленное дрейфовой скоростью, одинаково. Благодаря этому поле Холла в электронном и дырочном полупроводниках имеет противоположный знак, а эффекты Эттингсгаузена, Нернста и магнето-сопротивление от знака носителей заряда не зависят.
В этом отношении рис. 13 представляет замечательную иллюстрацию переходной природы пирографитов; это особенно верно ввиду близкой корреляции между Др / р0 и пмакс / миш ( Ар / ро осажденных материалов сильно увеличивается с ямакс / лмин) - Разумеется, следует иметь в виду, что между магнето-сопротивлением и предпочтительной ориентацией нет строгого соответствия. По существу, рис. 13 демонстрирует высокую чувствительность магнетосопротивления к относительному выравниванию кристаллитов в графитных системах, другими словами, - влияние геометрических факторов на механизмы переноса. Если учесть, что при Я, перпендикулярном с-направлению, магнето-сопротивление слишком мало для изучения в области доступных полей, становится очевидным, что эти наблюдения совпадают с анизотропией электрического сопротивления при нулевом поле. Как упоминалось выше, анизотропия обусловлена особым строением графита - прочные ковалентные связи в основной плоскости и слабое межмолекулярное взаимодействие между слоями. Мы увидим дальше ( раздел VII), как магнетосопроти-вление, связанное с движением носителей в основной плоскости, действительно имеет отношение к подвижно-стям в этой плоскости.

В квантующем магнитном поле изменяется не только поведение плотности состояний, но и характер взаимодействия носителей заряда с кристаллической решеткой. Это, приводит к качественно новым кинетическим свойствам проводящих кристаллов. Позднее осцилляции магнето-сопротивления подробно изучали не только в висмуте, но и в ряде других металлов. Было показано, что их природа хорошо согласуется со значениями, получаемыми из эффекта де Гааза - ван Альфена.
В предыдущих параграфах рассматривались кинетические явления ( эффекты Холла и Нернста - Эттингсгаузена), определяемые величиной напряженности магнитного поля в первой степени. Существуют и другие - четные кинетические эффекты, определяемые квадратом напряженности магнитного поля. Из них мы рассмотрим лишь относительное изменение удельного сопротивления полупроводника Ар / ро в магнитном поле, кратко именуемое магнето-сопротивлением.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11