1tom - 0324.htm
X
5
О
л
с;
[спользооатъ Г. я. как метод исследования электрон- жет быть источником осцилляции Др/р большой
ного спектра и процессов рассеяния. Эффекты, обу- плитуды (рис. 8).
словленные формой траекторий электронов, практике- Своеобразные квантовые эффекты, обусловлю
ски но проявляются в продольном сопротивлении; для интерференцией электронных волн, прошедших
всех металлов, как правило, Apy/p^l, даже при ЯЗ>Я0. пути, приводят к аномальному
Др(н)/р
Рис. 6. Контуры открытой поверхности Ферми Sn, UOCCTHUUU ленные по набору криных, подобных рис. 5.
Чувствительность характеристик Г. я. при Н к структуре электронного спектра позволила использовать экслерим. зависимости поперечного сопротинле-кия металлич. монокристаллов от величины и направления Н (рис. 4, 5) для определении их поверхностей Ферми. При атом оказалось, что большинство металлов имеет открытые поверхности Ферми {Au, Ag, Си, Sn, Pb; рис. 6), a Na, К, Rb, Al, In, а также полуметаллы (Bi, Sb) ≈ замкнутые. Одновременно ныяс-нилось, что Капицы закон ≈ следствие усреднения рг-д (Н) по кристаллитам для металлов с; открытыми поверхностями Ферми и переходная область от //<£//0 к 7У>//0 для металлов с замкнутыми поверхностями Ферми.
П Г. я. важную роль играет рассеяние электронов поверхностью образца: если траектория электронов замкнута, то поперечная проводимость осуществляется пут╦м столкновений. Поэтому поверхностное рассеяние приводит к увеличению проводимости в приповерхност-ном слое, что находит отражение в зависимости Др/р от Н для образцов конечных размеров (статический скин-эффект, см. также Размерные эффекты],
Квантовые эффекты. В сильных (квантующих) магн, полях проявляет себя квантование энергии электронов, движущихся по замкнутым орбитам (см. выше). В металлах и вырожденных полупроводниках наблюдаются осцилляции магнетосопротивления в зависимости от поля Н (Шубпикова ≈ де Гааза эффект). Так же как и де Гааза ≈ ван Альфсна эффект, он обусловлен осцил-ляциями в зависимости от 1/Н плотности состояний электронов на границе Ферми (см. Квантовые осцилля-
Рис. 7. Осцилляции Шубнико-ва ≈ де Гааза малой амплитуды на фоне слабого монотонного роста магш'тосопротиъленмя монокристалла Со при Г≈ 4,2 К.
ции в магнитном поле). Для типичных металлов осцил-ляционная зависимость обычно имеет малую амплитуду и «накладывается» на плавную «классическую», существенно не деформируя последнюю (рис. 7).
Изменение (по сравнению с классическими) зависимостей Др/р и ^н от // может быть обязано также магнитному пробою (туннельному проникновению электро-нов С °ДИОИ траектории па другую при определенных направлениях Н}. В частности, магшпный пробой МО-
РИС. 8.
Магшгголробойиые осцилляции в монокристалла В* при Т=-2. К.
проявляющемуся в слабых маги, полях. Аномальное магнстосопротивление подавляется неупругим рассеянием, рассеянием с переворотом спина и др.
Фсрро- и антиферромагн. металлы обладают аномальными гальваиомагн. свойствами в нолях. //∙С//,, (см. Ферромагнетизм^ А нтаферромагнетизм). При //>Я( их поведение такое, как и поведение других металлов. Г. я. в сплавах и интерметаллическия соединена ях не- отличаются существенно от Г. я. в простых металлах.
Полуметаллы. Г. н.≈ один из осп. источников сведений об электронной эиергетнч. структуре пулуметалг лов. Г. н. в полуметаллах осложнены влиянием магн. поля на число носителей в зонах, на положенно кра╦в зон и т.п. Квантовые осцилляции в полуметаллах выражены значительно резче, т. к, расстояние между уровнями Ландау при не слишком больших полях достигает значений порядка энергии Ферми полуметалла. Из-за атого, в частности из-за энергетического перекрытия зон, в квантующих полях полностью «разруша-
Р (Н), произвольн-ед.
Рис. 9. Осцилляции Шубпикова ≈ до Гааза и монокристалле Bi при Т=1,5 К.
IG
15
Н.КЭ
ется» плавная зависимость Др/р от 7/, обязанная клас-сич. движению электронов в магнитном поле {рис. 9). Полупроводники, Г. я. в полупроводниках обладают рядом особенностей, обусловленных прежде всего малой концентрацией носителей заряда, Электронно-дырочный газ полупроводников при Т~ 300 К нсньтрожден, и характеристики Г. я. существенно -чависят от механизма рассеяния носителей (табл.). Выяснение роли разл, механизмов рассеяния ≈ одна из осн. уадач исследования Г. я. в полупроводниках. Эффективные массы носителей в полупроводниках т,*, как правило, меньше массы свободного электрона т() (в металле ~т0), благодаря чему значение П(1 и J/Kl, для полупроводников меньше, чем для металлов. Для ряда полупроводников У/└≈{0,1 ≈1)-104Э, а условие У/>//КТ1 может быть достигнуто при T~iQ К. На Г. я. « полупроводниках существ, влияние оказывает наличие писк, сортов носителей. Вклад разл. групп носителей в магнето-сопротивление не аддитивен (н отличие от вклада в электропроводность). У полупроводников, имеющих один сорт носителей (для онредел╦нности ≈ электро-
")
}
