Влияние электрического поля на квантовые поправки к электропроводности углеродных материалов

  • Владимир Адамович Доросинец Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Хо Вьет Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

Аннотация

Проведены экспериментальные исследования влияния электрического поля на квантовые поправки к классической электропроводности Друде для металлоуглеродных образцов путем измерения нелинейности вольт-амперных характеристик. Для повышения чувствительности и уменьшения вклада разогрева образца измерения проводились на переменном токе методом генерации комбинационных частот в нелинейных системах. Электропроводность исследованного образца соответствует переходу металл – диэлектрик, а на кривой температурной зависимости сопротивления R(T) на постоянном токе имеется выраженный минимум в температурной области проявления квантовых поправок. Отсутствие такого же изгиба на температурной зависимости выходного сигнала на комбинированной частоте позволяет исключить разогрев образца в качестве причины нелинейности вольт-амперных характеристик. Показано, что нелинейность обусловлена влиянием электрического поля на эффекты слабой локализации и электрон-электронного взаимодействия. Сделано предположение, что основным механизмом влияния электрического поля является повышение температуры электронной системы относительно крис таллической решетки, что согласно теории модифицирует вклады в электропроводность одновременно обоих типов квантовых поправок, разделение вкладов которых возможно при приложении внешнего магнитного поля.

Биографии авторов

Владимир Адамович Доросинец, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат физико-математических наук; ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории физики электронных материалов кафедры полупроводников и наноэлектроники физического факультета

Хо Вьет, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

aспирант кафедры физики полупроводников и нано электроники физического факультета. Научный руководитель – кандидат физико-математических наук В. К. Ксеневич

Литература

  1. Bayot V., Piraux L., Michenaud J.-P., et al. Weak localization in pregraphitic carbon fibers. Phys. Rev. B. 1989. Vol. 40, No. 6. P. 3514–3523.
  2. Bashmakov I. A., Dorosinets V. A., Lukashevich M. G., et al. [Preparation and electrical properties of cobalt-containing carbon fibers]. Fiz. tverd. tela. 2002. Vol. 44, No. 9. P. 1614–1621 (in Russ.).
  3. Bashmakov I. A., Dorosinets V. A., Lukashevich M. G., et al. Preparation, structure, and magnetic properties of cobalt nanoparticles in carbon fibers. J. Mat. Res. 2001. Vol. 16, No. 10. P. 2832–2835.
  4. Dorosinets V. A., Ksenevich V. K., Seliuta D., et al. Investigation of Quantum Effects in Carbonaceous Materials Near the Metal – Insulator Transition by Means of THz Photoconductivity. Acta Phys. Polonica A. 2008. Vol. 113, No. 3. P. 875–879.
  5. Du G., Prigodin V. N., Burns A., et al. Unusual semimetallic behavior of carbonized ion-implanted polymers. Phys. Rev. B. 1998. Vol. 58, No. 8. P. 4485–4495.
  6. Gantmacher V. F. [Electrons in disordered media]. Moscow, 2013 (in Russ.).
  7. Atabekov G. I., Kupaljan S. D., Timofeev A. B., et al. [Nonlinear electric circuits. Electromagnetic field]. Мoscow, 1979 (in Russ.).
  8. Lei X. L., Cai J. Investigation of the electric-field effect on weak localization using the balance-equation approach. Phys. Rev. B. 1990. Vol. 42, No. 3. P. 1574–1581.
  9. Kashirin V. Y., Komnik Y. F. Electron-electron interaction in thin bismuth films. Phys. Rev. B. 1994. Vol. 50, No. 23. P. 16845–16850.
  10. Anderson P. W., Abrahams E., Ramakrishnan T. V. Possible Explanation of Nonlinear Conductivity in Thin-Film Metal Wires. Phys. Rev. Lett. 1979. Vol. 43, No. 10. P. 718–720.
Опубликован
2017-09-29
Ключевые слова: углерод, переход металл – диэлектрик, квантовая поправка, слабая локализация, электронэлектронное взаимодействие
Как цитировать
Доросинец, В. А., & Вьет, Х. (2017). Влияние электрического поля на квантовые поправки к электропроводности углеродных материалов. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 3, 73-78. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/459
Выпуск
№ 3 (2017): Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Раздел
Физика конденсированного состояния

Copyright (c) 2017 Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).