Інтерес до дослідження електронних властивостей шаруватих провідників органічного походження все ж не зменшується у звязку з їх незвичайною поведінкою у сильному магнітному полі та низкою фазових переходів при порівняно низькому тиску [1]. Електропровідність поперек шарів у тисячу разів менша за електропровідність уздовж шарів, але обидві мають характерний металічний тип. Крім того, мають бути специфічні ефекти, притаманні лише квазідвовимірним провідникам, серед яких - орієнтаційний ефект - осциляційна залежність кінетичних коефіцієнтів від кута між сильним магнітним полем та нормаллю до шарів. Багатий експериментальний матеріал [1], накопичений на цей час, потребує проведення детального теоретичного аналізу, який дозволить реалізувати обернену задачу реконструювання електронного енергетичного спектру та вивчення релаксаційних властивостей носіїв заряду у шаруватих органічних провідниках за допомогою експериментальних даних дослідження гальваномагнітних характеристик цих сполук. Мета дисертаційної роботи полягає в тому, щоб теоретично описати гальваномагнітні явища та осциляції Шубнікова - де Гааза в органічних шаруватих провідниках з металічним типом провідності та квазідвовимірним електронним енергетичним спектром довільного виду, зокрема орієнтаційні ефекти, спостережені експериментально, які притаманні лише квазідвовимірним провідникам.У першому розділі проведено огляд наукової літератури за тематикою дисертації, наведено основні результати теоретичних досліджень гальваномагнітних явищ у металах, які стали основою створення спектроскопічного методу визначення топологічної структури електронного енергетичного спектра вироджених провідників за допомогою експериментального дослідження анізотропії магнітоопору у сильному магнітному полі. Оскільки провідність поперек шарів є значно меншою, ніж провідність уздовж шарів, то доцільно вважати, що носії заряду повільно рухаються поперек шарів зі швидкістю vz ?VF, а їх енергія дуже мало залежить від проекції імпульсу pz = pn на нормаль n до шарів (VF - характерна швидкість носіїв заряду уздовж шарів). Таким чином, енергію електронів провідності можна зобразити у вигляді ряду: Густину електричного струму у класично сильному магнітному полі, коли відстань між квантованними рівнями енергії носіїв заряду ??N=?N 1-?N= менша за температурне розширення фермієвської функції розподілу носіїв заряду. У третьому розділі "Ефект Шубнікова - де Гааза у шаруватих провідниках" розглянуто гальваномагнітні явища при низьких температурах, коли температурне розширення фермієвської функції розподілу носіїв заряду значно менше за відстань між квантованими рівнями їх енергії ??N = Ћ?. Носії заряду у провідниках з поверхнєю Фермі у вигляді гофрованого циліндра рухаються фінітно у площині, ортогональній магнітному полю, якщо не дорівнює ?/2, і квантові рівні енергії електронів провідності треба знайти за допомогою рівняння Шредінгера: Рівняння Шредінгера має лише один диференціальний оператор , якщо користуватися калібровкою Ландау для вектор-потенціалуДослідження залежності магнітоопору ? току поперек шарів від орієнтації магнітного поля показує, що не тільки положення, але і висота вузьких максимумів у залежності ? від кута між вектором сильного магнітного поля H і нормаллю до шарів n містить у собі детальну інформацію про електронний енергетичний спектр шаруватих провідників. Дослідження залежностей магнітоопору від орієнтації магнітного поля щодо шарів, що експериментально спостерігаються у органічних комплексах з переносом заряду на основі тетратиафульвалена (BEDT-TTF)2IBR2 [2], ?-(BEDT-TTF)2I3 [3] і (BEDT-TTF)2Br(DIA) [4], і їхнє порівняння з отриманими в дисертації результатами дозволили визначити співвідношення між різними гармоніками Фурє для енергії носіїв заряду ?(p) в цих сполуках як функції pz=pn. Амплітуда осциляцій Шубнікова - де Гааза магнітоопору шаруватих провідників суттєво залежить від орієнтації щодо шарів магнітного поля, а експериментальне дослідження залежності амплітуди від кутів дозволяє одержати додаткову інформацію про закон дисперсії носіїв заряду.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
У дисертаційній роботі вирішена поставлена задача стосовно теоретичного опису та інтерпретації спостережених експериментально залежностей магнітоопору, поля Холла і осциляцій Шубнікова - де Гааза у шаруватих провідниках з квазідвовимірним електронним енергетичним спектром довільного виду від величини та орієнтації щодо шарів квантуючого магнітного полу. У результаті проведення досліджень отримані такі наукові і практичні результати: 1. Дослідження залежності магнітоопору ? току поперек шарів від орієнтації магнітного поля показує, що не тільки положення, але і висота вузьких максимумів у залежності ? від кута між вектором сильного магнітного поля H і нормаллю до шарів n містить у собі детальну інформацію про електронний енергетичний спектр шаруватих провідників.
2. Дослідження залежностей магнітоопору від орієнтації магнітного поля щодо шарів, що експериментально спостерігаються у органічних комплексах з переносом заряду на основі тетратиафульвалена (BEDT-TTF)2IBR2 [2], ?-(BEDT-TTF)2I3 [3] і (BEDT-TTF)2Br(DIA) [4], і їхнє порівняння з отриманими в дисертації результатами дозволили визначити співвідношення між різними гармоніками Фурє для енергії носіїв заряду ?(p) в цих сполуках як функції pz=pn. Аналіз експериментальних результатів показав, що гармоніки в періодичній залежності енергії носіїв заряду від їхнього квазіімпульсу порівняно повільно зменшуються з ростом їхнього номера n.
3. Амплітуда осциляцій Шубнікова - де Гааза магнітоопору шаруватих провідників суттєво залежить від орієнтації щодо шарів магнітного поля, а експериментальне дослідження залежності амплітуди від кутів дозволяє одержати додаткову інформацію про закон дисперсії носіїв заряду.
4. У випадку, коли різні гармоніки Фурє для енергії носіїв заряду органічних шаруватих провідників є величинами приблизно одного порядку, максимуми в кутовій залежності осцилюючої частині магнітоопору будуть зміщені від відповідних максимумів у монотонній частині магнітоопору. За величиною цього зсуву можна оцінити параметр квазідвовимірності електронного енергетичного спектра та інші тонкі деталі закону дисперсії носіїв заряду.
5. У провідниках з багатолистковою поверхнєю Фермі у вигляді слабогофрованого циліндра та слабогофрованих площин наявність групи носіїв заряду, стани яких належать площинному листу поверхні Ферми, приводить до різкої анізотропії магнітоопору і квантових осциляцій поля Холла з досить великою амплітудою. Експериментальне дослідження залежності магнітоопору і поля Холла від величини досить сильного магнітного поля при різних його орієнтаціях щодо шарів дозволяє повністю відновити топологічну структуру поверхні Ферми і визначити її форму.
Список литературы
1. Singleton J. Studies of quasi-two-dimensional organic conductors based on BEDT-TTF using high magnetic fields // 2000.? Report on Progress in Physics.? 116c.
2. Angular magnetoresistance oscillations and the shape of the Fermi surface in ?-(ET)2IBR2 / M.V. Kartsovnik, V.N. Laukhin, S.I. Pesotskii, I.F. Schegolev and V.M. Yakovenko. // J. Phys. I France.- 1992.- V.2.- P. 89-99.
3. Reexamination of angle dependent magnetoresistance Oscillation in ?-(BEDT-TTF)2I3 / T. Terashima, S.Uji, H. Aoki, M. Tamura, M. Kinoshita, M. Tokumoto, // Synth. Met.- 1995.- T.70, Issus 1-3.- P.845-846.
4. Angular Dependent Magnetoresistance Oscillation in Organic Conductor (BEDT-TTF)2Br(DIA) / S. Uji, C. Terakura, T. Terashima, H. Aoki, H. Yamamoto, J. Yamaura, R. Kato // 4th Int. Symposium on Adv. Physical Fields: Quantum Phenomena in Adv. Mat. at High Magnetic Fields.- Tokyo(Japan).- 1999.- P.299-301.
ПЕРЕЛІК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Песчанский В.Г., Раид Аталла. Ориентационный эффект в магнитосопротивлении органических проводников // ФНТ. ? 2001.? Т. 27, №9/10.? С.945-951.
2. Песчанский В.Г., Раид Аталла. О магнитосопротивлении органических комплексов (BEDT-TTF)2MHG(SCN)4 // ФНТ.? 2001.? Т. 27, №12.? С.1382-1385.
3. Песчанский В.Г., Хасан Раид Аталла, Савельева С.Н. Гальваномагнитные явления в органических слоистых проводниках с многолистной поверхностью Ферми // ФММ.- 2002.- Т.93, №4.? С. 14-17.
4. Peschanky V.G., Roland Lopez J.A., Hasan R.A. On magnetoresistance of organic layered conductors // Abctr. of EPS-12: General Conference (Trends in Physics).?Budapest.?2002.? P.208.
5. Хасан Раид Аталла. Магнитосопротивление органических проводников на основе тетратиафульвалена // ФНТ.? 2003.? №7.? С. 793-796.
6. Песчанский В.Г., Хасан Раид Аталла. Гальваномагнитные явления в органических слоистых проводниках // Труды 33-й междунар. конференции “Физика низких температур”.? Екатеринбург (Россия).? 2003.- С.265.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
