Эффекты гибридизации электронных состояний примесей переходных металлов в низкотемпературных свойствах селенида ртути

• Автор: Говоркова, Татьяна Евгеньевна
• Шифр специальности: 01.04.07, 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 118 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. Низкотемпературные электронные свойства селенида ртути с примесями переходных металлов и теоретическое описание их особенностей литературный обзор
1.1. Резонансные электронные состояния в кристаллах селенида ртути с примесями переходных металлов
1.2. Низкотемпературные электронные свойства Не с примесями железа и их описание в рамках моделей без учета гибридизации.
1.3. Описание особенностей кинетических эффектов в селеииде ртути с примесями железа на основе теории резонансного рассеяния с учетом гибридизации
1.3.1. Эффекты резонансного рассеяния электронов проводимости на донорных примесях переходных металлов в бестцелевых кристаллах

1.3.2. Электронная концентрация и энергия Ферми

1.3.3. Электронная подвижность.

1.3.4. Магнитная восприимчивость.

ГЛАВА 2. Методика эксперимента

2.1. Описание и схемы установок для измерения электрических,

гальваномагнитных и магнитных свойств проводников
2.1.1.Установка для измерения гальваномагнитных эффектов в стационарных магнитных полях УГМЭ
2.1.2. Многофункциональная установка РРМ8 9 для исследования электрических и гальваномагнитных свойств
2.1.3. Высокочувствительный магнитометр МРМ8 ХЬ
для исследования магнитных свойств.
2.2. Образцы для исследования.
2.2.1. Методика выращивания кристаллов НхРее, контроль состава и качества исследуемых материалов
2.2.2. Приготовление образцов для электрических, гальваномагнитных и магнитных измерений
ГЛАВА 3. Эффекты гибридизации электронных состояний примесей железа
и хрома в концентрационных и температурных зависимостях электронной концентрации и подвижности в селениде ртути.
3.1. Исследования на кристаллах селенида ртути с примесями железа.
3.1.1. Экспериментальные данные по эффекту Холла и удельному электросопротивлению.
3.1.2. Стабилизация электронной концентрации и энергии Ферми
3.1.3. Концентрационный максимум электронной подвижности
3.1.4. Температурные зависимости подвижности электронов
3.2. Температурные и концентрационные зависимости электронной подвижности кристаллов селенида ртути с примесями
3.3. Выводы.
ГЛАВА 4. Влияние резонансного рассеяния электронов на осцилляции
Шубттиковаде Гааза и параметры гибридизированных
электронных состояний примесей Ге в 8е.
4.1. Эффект Шубникова де Гааза в селениде ртути с примесями железа. Экспериментальные данные и их анализ.
4.2. Концентрационный минимум температу ры Дингла.
4.3. Особенности концентрационной зависимости фкт.
4.4. Параметры гибридизированных электронных состояний примесей Ре в кристалле Ре.
4.5. Выводы.
ГЛАВА 5. Магнитная восприимчивость резонансных состояний
и определение спина донорных с примесей в селениде ртути.
5.1. Концентрационная зависимость константы Кюри в магнитной восприимчивости селенида ртути с примесями железа.
5.2. Донорный характер и спин кобальта в селениде ртути.
5.3. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Этот эффект приводит к существенному изменению характера рассеяния электронов проводимости на примесях и проявляется в необычных концентрационных и температурных зависимостях кинетических коэффициентов исследуемых кристаллов. Поэтому комплексные исследования эффектов гибридизации имеют большое значение для развития представлений о влиянии резонансных донорных состояний переходных с1металлов на физические свойства широкого класса легированных систем. Детальные исследования гибридизированных электронных состояний проводились ранее для валентной полосы энергий в широкозонных кристаллах 1. Что касается явлений гибридизации в полосе проводимости, которые характерны для узкощелевых и бесщелевых кристаллов, то до недавнего времени их роль недооценивалась. Экспериментальные данные, полученные на этих системах, описывались на основе теоретических моделей, не учитывающих гибридизацию 26. Однако недавно в работах 7,8 было показано, что именно проявлениями резонансного рассеяния электронов проводимости на донорных примесях объясняются аномалии в низкотемпературных электронных свойствах данных соединений. Таким образом, для обозначенного выше класса систем стало актуальным детальное исследование эффектов гибридизации состояний и резонансного рассеяния электронов. Связанные с влиянием донорных примесей аномальные закономерности наблюдались при низких температурах в проводимости, гальваномагнитных, магнитных и других эффектах. Зс1переходиых металлов, в котором такие закономерности проявляются особенно ярко. Цель диссертационной работы комплексное экспериментальное исследование электронных свойств и количественное описание низкотемпературных аномалий, связанных с проявлениями примесей переходных металлов Ре, Сг, Со в полосе проводимости Не, в рамках теории резонансного рассеяния. ЛУГе 1 см . Бе. Изучить влияние гибридизированных электронных состояний примесей Ре на параметры квантовых осцилляций Шубникова де Гааза в кристалле РегРе. Агс МО см . Проанализировать концентрационные зависимости температуры Дингла и фактора электронов проводимости на основе развитой теории и определить параметры модели. Исследовать роль гибридизации электронных состояний на примесях Сг в низкотемпературных кинетических свойствах Ре. Для этого провести измерения температурных зависимостей удельного электросопротивления рТ и коэффициента Холла нГ кристалла НБегСг с различной концентрацией примесей 3 Ысг 6 см . Провести количественное описание концентрационных и температурных зависимостей кинетических коэффициентов исследуемых систем и определить основные параметры гибридизированных состояний на примесях Сг. Оценить вклад, который вносит магнетизм гибридизированных электронных состояний примесей Со в магнитную восприимчивость Н8е. С этой целью провести исследование температурных зависимостей магнитной восприимчивости хТ соединения Н8еСо в интервале концентраций МО Исо 6 см3. Научная новизна. В. итоге детального экспериментального исследования и количественного описания низкотемпературных аномалий электронных, свойств кристалла стабилизации электронной концентрации, максимума подвижности и особенностей в температурных зависимостях подвижности определены параметры гибридизации электронных состояний на примесях п0а резонансная концентрация донорных электронов, ц0 резонансная подвижность электронов, Г полуширина резонансного интервала, ег энергия резонансного уровня и получен набор значений физических параметров, который описывает реальную электронную структуру исследуемого донорного уровня . В результате исследования осцилляций Шубникова де Гааза на двух сериях образцов с различной концентрацией примесей 2 iV МО см3 определена величина фактора спектроскопического расщепления уровней Ландау. Обнаружено, что фактор электронов проводимости немонотонно изменяется с увеличением концентрации примесей . В интервале МО V 2 см3 наблюдается минимум фактора, который связан с резонансной аномалией магнитной восприимчивости локализованной части электронной плотности и объясняется обменным взаимодействием электронов в гибридизированных состояниях.