Влияние релаксации спиновых корреляций на проводимость органических полупроводников с прыжковым транспортом / Шумилин А.В., Бельтюков Я.М.

В течении длительного времени большинство теоретических работ посвященных прыжковойпроводимости основывались на приближении среднего поля. В рамках этого приближения среднеепроизведение двух чисел заполнения i j nn заменяют на произведение средних nn ji . Таким образом,не учитываются корреляции чисел заполненияji i j nnnn . Несмотря на то, что такое приближениеочень удобно и позволило получить большое количествоправильных результатов, оно не является контролируемыми не может быть обосновано в реальных веществах.Недавно возникла серьезная причина вернуться кизучению корреляций в прыжковой проводимости ипостроить теорию, выходящую за рамки среднего поля. Вомногих органических полупроводниках было обнаруженосильное магнетосопротивлении (~10%) в слабых полях 10-100гс. Этот эффект получил название «органическоемагнетосопротивление» или «OMAR».Форма зависимостипроводимости от поля позволила связать это магнетосопротивление с влиянием поля на спиновуюрелаксацию. Тем не менее, при комнатной температуре магнитное поле 100гс не может приводить ксколь-нибудь заметной намагниченности, и было неясно, как связать скорость спиновой релаксации ипроводимость.В работе [1] было показано, что такая связь возникает в теории при выходе за пределыприближения среднего поля. Вне равновесия за счет электрического поля могут возникать спиновыекорреляции, влияющие на электрический ток. В органических полупроводниках основныммеханизмом релаксации спина (и спиновых корреляций) является сверхтонкое взаимодействие сядерными спинами. Внешнее магнитное поле 10-100гс может сильно замедлить подобную спиновуюрелаксацию и таким образом повлиять на проводимость даже при комнатных температурах. В работе[1] было показано, что выход за рамки среднего поля даже при очень грубых приближенияхпозволяет описать этот эффект.Тем не менее, законченная картина OMAR-а может быть основана только на последовательнойтеории неравновесных корреляций в прыжковой проводимости. В рамках нашей работы мы строимтакую теорию. Основываясь на цепочке уравнений Боголюбова, мы выводим систему кинетическихуравнений, связывающих средние числа заполнения и корреляции различных порядков, какзарядовые, так и спиновые. Во многих случаях наша система уравнений может быть сведена кэквивалентной электрической схеме, обобщающей сетку сопротивлений Миллера-Абрахамса. Эту схему мы изучаем с помощью численного решения уравнений Кирхгофа. С помощьюнашего подхода мы строим теорию органического магнетосопоротивления, а также изучаем влияниезарядовых корреляций на проводимость и распределение токов в веществах с прыжковойпроводимостью в режиме закона Мотта.