Особенности скейлинга аномального эффекта Холла в нанокомпозитных пленках (CoFeB)x(LiNbO3)100−x ниже порога перколяции: проявление со-туннельной холловской проводимости?

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучен скейлинг в поведении сопротивления аномального эффекта Холла ρAHE от продольногоρ в нанокомпозитах (CoFeB)x (LiNbO3)100-x с низкой концентрацией диспергированных атомов Co и Fe (Nd ~ 4 · 1020 см-3) в аморфной матрице LiNbO3. Исследования выполнены ниже порога перколяции (xp ≈ 49 ат. %) в диапазоне x ≈ 40-48 ат. %, в котором наблюдается логарифмический закон в температурной зависимости проводимости σ ∝ ln T (x ≈ 44-48 ат. %), переходящий в закон “1/2” ln σ ∝ -(T0/T )1/2 при x ≈ 40-42 ат. %, характерный для со-туннельных процессов переноса в нанокомпозитах. Обнаружено, что в скейлинговой зависимости ρAHE/x ∝ [ρ(x)]n степень n ≈ 0.24 с точностью 5 % совпадает с n в аналогичной зависимости для НК на базе иной матрицы (CoFeB)x(Al2O3)100-x c высоким содержанием Nd ~ 1021-1022 см-3, а также с n в параметрической зависимости ρAHE ∝ [ρ(T )]n для образцов с наименьшими x ≈ 40 ат. %. Обнаруженные особенности связываются с коррелированным изменением вероятности со-туннельных переходов в совокупности из более 3-х центров под действием спин-орбитального взаимодействия. Не исключается также возможность проявления туннельного аномального эффекта Холла барьерного типа на интерфейсах гранул.

Об авторах

С. Н. Николаев

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: niklser@list.ru
123182, Москва, Россия

К. Ю. Черноглазов

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: niklser@list.ru
123182, Москва, Россия

А. С. Бугаев

Московский физико-технический институт;Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН

Email: niklser@list.ru
141701, г. Долгопрудный, Московская область, Россия; 141190, г. Фрязино, Московская область, Россия

А. Б. Грановский

МГУ имени М. В. Ломоносова;Институт теоретической и прикладной электродинамики РАН

Email: niklser@list.ru
119991, Москва, Россия;125412, Москва, Россия

В. В. Рыльков

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”;Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН;Институт теоретической и прикладной электродинамики РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: niklser@list.ru
123182, Москва, Россия;141190, Фрязино, Московская область, Россия;125412, Москва, Россия

Список литературы

  1. N. Nagaosa, J. Sinova, S. Onoda, A. H. MacDonald, and N. P. Ong, Rev. Mod. Phys. 82, 1539 (2010).
  2. J. Sinova, S. O. Valenzuela, J. Wunderlich, C. H. Back, and T. Jungwirth, Rev. Mod. Phys. 87, 1213 (2015).
  3. H. Wang, Y. Dai, G.-M. Chow, and J. Chen, Prog. Mater. Sci. 130, 100971 (2022).
  4. L. Sˇmejkal, A. H. MacDonald, J. Sinova, S. Nakatsuji, and T. Jungwirth, Nat. Rev. Mater. 7, 482 (2022).
  5. L. Sˇmejkal, J. Sinova, S. Nakatsuji, and T. Jungwirth, Phys. Rev. X 12, 040501 (2022).
  6. S. A. Tarasenko, V. I. Perel, and I. N. Yassievich, Phys. Rev. Lett. 93, 056601 (2004).
  7. A. Vedyayev, N. Ryzhanova, N. Strelkov, and B. Dieny, Phys. Rev. Lett. 110, 247204 (2013).
  8. A. V. Vedyayev, M. S. Titova, N. V. Ryzhanova, M. Y. Zhuravlev, and E. Y. Tsymbal, Appl. Phys. Lett. 103, 032406 (2013).
  9. A. Matos-Abiague and J. Fabian, Phys. Rev. Lett. 115, 056602 (2015).
  10. Е. А. Караштин, Н. С. Гусев, И. Ю. Пашенькин, М. В. Сапожников, А. А. Фраерман, ЖЭТФ 163, 5 (2023).
  11. V. V. Rylkov, S. N. Nikolaev, K. Yu. Chernoglazov, V. A. Demin, A. V. Sitnikov, M. Yu. Presnyakov, A. L. Vasiliev, N. S. Perov, A. S. Vedeneev, Yu. E. Kalinin, V. V. Tugushev, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. B 95, 144202 (2017).
  12. В. В. Рыльков, С. Н. Николаев, В. А. Демин, А. В. Емельянов, А. В. Ситников, К. Э. Никируй, В. А. Леванов, М. Ю. Пресняков, А. Н. Талденков, А. Л. Васильев, К. Ю. Черноглазов, А. С. Веденеев, Ю. Е. Калинин, А. Б. Грановский, В. В. Тугушев, А. С. Бугаев, ЖЭТФ 153, 424 (2018).
  13. Е. В. Кучис, Гальваномагнитные эффекты и методы их исследования, Радио и связь, М. (1990), 264 с.
  14. С. Н. Николаев, К. Ю. Черноглазов, А. В. Емельянов, А. В. Ситников, А. Н. Талденков, Т. Д. Пацаев, А. Л. Васильев, Е. А. Ганьшина, В. А. Демин, Н. С. Аверкиев, А. Б. Грановский, В. В. Рыльков, Письма в ЖЭТФ 118, 46 (2023).
  15. I. S. Beloborodov, A. V. Lopatin, V. M. Vinokur, and K. B. Efetov, Rev. Mod. Phys. 79, 469 (2007).
  16. A. Pakhomov, X. Yan, and B. Zhao, Appl. Phys. Lett. 67, 3497 (1995).
  17. S. Onoda, N. Sugimoto, and N. Nagaosa, Phys. Rev. B 77, 165103 (2008).
  18. Б. А. Аронзон, Д. Ю. Ковалев, А. Н. Лагарьков, Е. З. Мейлихов, В. В. Рыльков, М. В. Седова, N. Negre, M. Goiran, J. Leotin, Письма в ЖЭТФ 70, 87 (1999).
  19. А. В. Ведяев, А. Б. Грановский, О. А. Котельникова, Кинетические явления в неупорядоченных ферромагнитных сплавах, изд-во МГУ, М. (1992).
  20. А. В. Ведяев, А. Б. Грановский, А. В. Калицов, Ф. Брауэрс, ЖЭТФ 112, 2198 (1997).
  21. Y. Tian, L. Ye, and X. Jin, Phys. Rev. Lett. 103, 087206 (2009).
  22. D. Hou, G. Su, Y. Tian, X. Jin, S. A. Yang, and Q. Niu, Phys. Rev. Lett. 114, 217203 (2015).
  23. Л. В. Луцев, М. Н. Копытин, А. В. Ситников, О. В. Стогней, ФТТ 47, 2080 (2005).
  24. H. Meier, M. Y. Kharitonov, and K. B. Efetov, Phys. Rev. B 80, 045122 (2009).
  25. X. Liu, S. Shen, Z. Ge, W. L. Lim, M. Dobrowolska, and J. K. Furdyna, Phys. Rev. B 83, 144421 (2011).
  26. A. Shitade, and N. Nagaosa, J. Phys. Soc. Jpn. 81, 083704 (2012).
  27. A. V. Vedyaev and A. B. Granovsky, Sov. Phys. Solid State 28, 1293 (1986).
  28. X.-J. Liu, X. Liu, and J. Sinova, Phys. Rev. B 84, 165304 (2011).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023