Магнитоимпеданс в тулий марганцевом халькогениде
Автор: Харьков А.М., Ситников М.Н., Аплеснин С.С.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Технологические процессы и материалы
Статья в выпуске: 4 т.25, 2024 года.
Бесплатный доступ
Управление транспортными характеристиками под действием магнитного поля является перспективным с точки зрения создания датчиков магнитного поля устойчивых к радиации. Исследуется импеданс и его компоненты в тулий марганцевом халькогениде в интервале частот 102-106 Гц. Найдена область температур с превалирующим вкладом реактивной и активной частей импеданса. Компоненты импеданса описываются в модели Дебая. При замещении марганца ионами тулия частоты максимумов мнимой компоненты импеданса смещаются в сторону высоких частот в селениде марганца на два порядка. С ростом концентрации замещения ионами тулия в селенидах найдено два времени релаксации по сравнению с сульфидами. Найден активационный характер времени релаксации, энергия активации от концентрации ионов тулия. Установлено увеличение импеданса в магнитном поле в области малых концентраций и смена знака импеданса по температуре для больших концентраций. Магнитоимпеданс в халькогенидах проходит через максимум при нагревании образцов. Увеличение импеданса в магнитном поле обусловлено изменением диагональной компоненты диэлектрической проницаемости в магнитном поле, которая пропорциональна проводимости Положительное значение магнитоимпеданса описывается в модели электрически неоднородной среды. Из импеданса можно получить информацию об электрической неоднородности материала.
Полупроводники, магнитоимпеданс, модель дебая
Короткий адрес: https://sciup.org/148330579
IDR: 148330579 | DOI: 10.31772/2712-8970-2024-25-4-531-538
Список литературы Магнитоимпеданс в тулий марганцевом халькогениде
- Magnetic-field-induced miniband conduction in semiconductor superlattices / D. Fowler, D. P. A. Hardwick, A. Patanè et al. // Phys. Rev. B 2007. Vol. 76. P. 245303.
- Hod O., Baer R., Rabani E. Magnetoresistance of nanoscale molecular devices based on Aharonov–Bohm interferometry // J. Phys.: Cond. Matt. 2008. Vol. 20. P. 383201.
- Resolving electron and hole transport properties in semiconductor materials by constant lightinduced magneto transport / A. Musiienko, F. Yang, T. W. Gries et al. // Nat. Comm. 2024. Vol. 15. P. 316.
- Charge transport in mixed metal halide perovskite semiconductors / S. P. Senanayak, K. Dey, R. Shivanna et al. // Nat. Mater. 2023. Vol. 22. P. 216–224.
- Hu J., Rosenbaum T. F., Betts J. B. Current Jets, Disorder, and Linear Magnetoresistance in the Silver Chalcogenides // Phys. Rev. Lett. 2005. Vol. 95. P. 186603.
- Aplesnin S. S., Kharkov A. M., Sitnikov M. N. Regulation of the thermopower and ultrasound by magnetic field in manganese sulfide doped with variable-valence ions // Eur. Phys. J. Plus 2024. Vol. 139. P. 247.
- Electrosound and asymmetry of the I‒V characteristic induced by ultrasound in the ReхMn1‒хS (Re = Tm, Yb) / S. S. Aplesnin, M. N. Sitnikov, O. B. Romanova et al. // Eur. Phys. J. Plus 2022. Vol. 137. P. 226.
- Аплеснин С. С., Ситников М. Н. Магнитотранспортные эффекты в парамагнитном состоянии в GdxMn1−xS // Письма в ЖЭТФ. 2014. T. 100, вып. 2. С. 104–110.
- Evers F., Mirlin A. D. Anderson transitions // Rev. Mod. Phys. 2008. Vol. 80. P. 1355.
- Nakayama T., Yakubo K. Anderson Transition // Fract. Conc. Cond. Matt. Phys. 2003. Vol. 140. P. 115–147.
- Reim W., Wachter P. First Observation of a Magnetic-Exchange–Induced Valence Transition // Phys. Rev. Lett. 1985. Vol. 55. P. 871.
- Kaldis E., Fritzler B. Valence and phase instabilities in TmSe crystals // Prog. Sol. St. Chem. 1982. Vol. 14. P. 95–139.
- Understanding the valency of rare earths from first-principles theory / P. Strange, A. Svane, W. M. Temmerman et al. // Nature 1999. Vol. 399. P. 756.
- Wachter P. Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths // Phys. Rev. B. 1989. P. 132.
- Reim W., Wachter P. First Observation of a Magnetic-Exchange–Induced Valence Transition // Phys. Rev. Lett. 1985. Vol. 55. P. 871.
- Valence and magnetic ordering in intermediate valence compounds: TmSe versus SmB6 / J. Derr, G. Knebel, G. Lapertot et al. // J. Phys.: Cond. Matt. 2006. Vol. 18. P. 2089.
- Magnetodielectric effect and spin state of iron ions in iron-substituted bismuth pyrostannate / L. V. Udod, S. S. Aplesnin, M. N. Sitnikov et al. // Eur. Phys. J. Plus 2020. Vol. 135. P. 776.
- Magnetic properties and the metal-insulator transition in GdxMn1-xS solid solutions / O. B. Romanova, L. I. Ryabinkina, V. V. Sokolov et al. // Sol. St. Comm. 2010. Vol. 150. P. 602–604.
- Structural and electronic transitions in thulium-substituted manganese selenide / O. B. Romanova, S. S. Aplesnin, M. N. Sitnikov et al // Ceram. Int. 2022. Vol. 48, Is. 20. P. 29822–29828.
- Magnetoresistance and magnetoimpedance in holmium manganese sulfides / O. B. Romanova, S. S. Aplesnin, M. N. Sitnikov et al. // Appl. Phys. A 2022. Vol. 128. P. 124.
- Parish M. M., Littlewood P. B. Magnetocapacitance in Nonmagnetic Composite Media // Phys. Rev. Lett. 2008. Vol. 101. P. 166602.
- Effect of the Electrical Inhomogeneity on the Magnetocapacitance Sign Change in the HoxMn1‒xS Semiconductors upon Temperature and Frequency Variation / S. S. Aplesnin, M. N. Sitnikov, A. M. Kharkov, H. Abdelbaki // J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 2023. Vol. 34. P. 284.
- Аплеснин С. С., Харьков А. М., Ситников М. Н. Регулирование энергии активации и магнитоимпеданса частотой переменного тока в сульфиде марганца с частичным замещением ионами самария // ФТТ. 2023. Т. 65, вып. 11. С. 1882–1888.
- Influence of induced electrical polarization on the magnetoresistance and magnetoimpedance in the spin-disordered TmxMn1–xS solid solution / S. S. Aplesnin, M. N. Sitnikov, A. M. Kharkov et al. // Phys. Stat. Sol. B 2019. Vol. 256. P. 1900043.
- Petrovsky V., Manohar A., Dogan F. Dielectric constant of particles determined by impedance spectroscopy // J. Appl. Phys. 2006. Vol. 100. P. 014102.
- Gonzalez J. R., Sinclair D. C., West A. R. Impedance and Dielectric Spectroscopy of Functional Materials: A Critical Evaluation of the Two Techniques // J. Electrochem. Soc. 2023. Vol. 170, No. 11. P. 6504.
