Исследование гальваномагнитных свойств неравновесных графитов

• Автор: Семенцов, Юрий Иванович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 185 c. : ил

- 2 ~

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Кристаллическая структура углеродных материалов

1.2. Электросопротивление углеродных материалов

1.3. Электронная структура углеродных материалов

1.4. Гальваномагнитные свойства углеродных материалов

1.5. Анализ гальваномагнитных свойств углеродных ма~ теориалов в рамках двухзонной модели. Модели, , отрицательного магнитосопротивления

1.6. Постановка задачи

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Приготовление образцов

2.2. Методика изучения кристаллической структуры исследуемых материалов

2.3. Методика измерения электросопротивления в температурном интервале 300+I800K
2.4. Методика исследования гальваномагнитных свойств
в температурном интервале 77*300К
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ
МАТЕРИАЛОВ С СУЩЕСТВЕННО РАЗЛИЧНЫМИ ПАРАМЕТ-,
. РАМИ СТРУКТУРЫ
3.1. Характеристика исследуемых материалов
3.2. Экспериментальные результаты
3.3. Анализ полученных данных
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ПО МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЮ
. И ЭФФЕКТУ ХОЛЛА
4.1. Полевые и температурные зависимости магнитосоп-

ротивления и коэффициента Холла исследованных уг-
, леграфитовых материалов
4.2. Анизотропия магнитосопротивления
ГЛАВА 5. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ПО МАГНИТОСОПРО-ТИВЛЕНИЮ И ЭФФЕКТУ ХОЛЛА В РАМКАХ ДВУХЗОННОЙ.МОДЕЛИ
5.1. Модель отрицательного магнитосопротивления
5.2. Анализ применимости модели "внутреннего" размерного эффекта к описанию закономерностей отрицательного магнитосопротивления поликристаллических углеродных материалов
5.3. Расчет концентраций и подвижностей носителей тока в углеродных материалах в рамках простой двухзонной модели при наличии ОМС
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ,И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Использование широкого класса искусственных материалов, получаемых на основе углерода и известного под общим названием "углеродные материалы", за последние 20-25 лет приобрело исключительно важное значение в различных областях новой техники, Это связано с тем, что углеродные материалы обладают це-лым рядом уникальных физико-химических и механических свойств: высокая температура сублимации (порядка 3900К), возможность изменения величины удельного электросопротивления в широких пределах в зависимости от термической обработки, химическая инертность до 700-900К, возможность сохранения механических свойств при температурах выше 3500К, антифрикционные свойства, малый удельный вес, высокий коэффициент замедления нейтронов и т.д.
Наряду с широким применением в технике, углеродные материалы являются интересным объектом физических исследований. Это связано как со стремлением к получению на их основе новых материалов с наперед заданными свойствами, так и выяснением физической природы экспериментально наблюдаемых закономерностей.
Искусственные углеродные материалы представляют собой широкий ряд от аморфизированных безструктурных до высокографити-рованных веществ, близких по своим свойствам к монокристалличес-кому графиту. Стабильная, почти идеальная решетка последнего является пределом в этом ряде структур. Электронная структура и физические свойства монокристаллического графита всесторонне изучены в целом ряде отечественных и зарубежных исследований
Уникальные свойства переходных форм углеродных материалов

обычное уменьшение подвижности с ростом магнитного ПОЛЯ.
Совсем недавно появилась новая возможность для объясне-ния явления ОМС в углеродных материалах в связи с изучением влияния магнитного поля на квантовые поправки к проводимости, возникающие в неупорядоченных металлах, полуметаллах и вырожденных полупроводниках /119-121] . Анализ экспериментальных
результатов в рамках данной теории был проведен в ряде работ, например [122] . Следует отметить, что эффекты описываемые теорией 19-121| наблюдались в области низких и сверхнизких температур. Первая попытка описания закономерностей ОМС в углеродных материалах с точки зрения модели, учитывающей квантовые поправки к проводимости в области низких темпеарутр была предпринята в £І2зJ
Подробный критический анализ основных моделей ОМС, связанных с изменением концентрации носителей тока за счет квантования энергетических уровней зоны проводимости и Сили) примесных зон или уровней был проведен в ^76^ . Автор приходит к
выводу, что такие модели не могут быть удовлетворительными, поскольку в таких сильно дефектных поликристаллических структурах, какими являются углеродные материалы, не могут выполняться условия квантования. С другой стороны, если бы условия квантования все же выполнялись и наблюдалось бы изменение плотности состояний электронов, то такое явление проявлялось бы через осцилляции Шубникова-де-Гааза, которые накладывались бы на монотонное изменение поперечного магнитосопротивления, что, как отмечалось выше, ни разу не наблюдалось экспериментально, кроме того автор отмечает и другие неточности в предложенных моделях. Например, в ^79^ рассматриваются примесные уровни при концентрации акцепторов Ю20см~-3, когда в этом слу-