Магнитотранспортные свойства твердых растворов AgXMn1-XS / Романова О.Б., Аплеснин С.С.,Удод Л.В., Соколов В.В.

Поиск и исследование новых материалов обнаруживающих сильную взаимосвязь между магнитной,электронной и упругой подсистемами, проявляющуюся в виде магнитотранспортного имагниторезистивного эффектов представляет интерес, как с фундаментальной, так и с прикладной точкизрения. Наличие таких веществ позволяет расширять сферу практического использования устройствсенсорной техники и спинтроники. Магнитные полупроводники на основе халькогенида марганцаMeXMn1-XS (Me=3d и 4f –элементы), оказались хорошими модельными объектами для изучения этихэффектов [1,2]. Предполагалось, что замещение катионов марганца ионами серебра приведет кдырочному допированию и к дополнительному вкладу в обменное взаимодействие между ионамимарганца в результате кинетического s-d взаимодействия и фазовому расслоению.Кристаллы AgXMn1-XS выращены кристаллизацией из расплава полученных порошковых сульфидовв стеклоуглеродных тиглях и кварцевом реакторе в атмосфере аргона протягиванием реактора черезодновитковый индуктор ВЧ установки.Анализ данных рентгеноструктурного анализа твердых растворов системы AgХMn1-ХS с Х=0.05позволил установить присутствие двух фаз: кубической NaCl типа, свойственной для исходногомоносульфида марганца MnS, и моноклинной для сульфида серебра Ag2S. Рефлексов свойственных дляAg на ренгенограммах не наблюдалось.Согласно данным исследования магнитных свойств, синтезированные образцы системы AgХMn1-ХSявляются антиферромагнетиками с температурой Нееля 176К. На кривой σ(Т) обнаружена аномалия ввиде “ступеньки” при 160К вблизи температуры магнитного перехода, которая проявляется и на ρ(Т).Одно из возможных объяснений аномального поведения температурных зависимостей намагниченности исопротивления твердого раствора Ag0.05Mn0.95S в области температуры магнитного перехода связано собразованием ферромагнитных капель (ферронов) в антиферромагнитной матрице [3].Тенденция к фазовому расслоению в низкотемпературной области и изменение электронногоспектра в результате s-d взаимодействия электронов и сдвига химпотенциала приведет к изменениюэлектрических свойств. Катионное замещение марганца серебром приводит к уменьшению величиныудельного электросопротивления относительно исходного моносульфида марганца (ρ~108 Ohm cm) на 6порядков в области магнитного фазового перехода. В этой же области температур наблюдаетсянелинейное поведение вольт-амперных характеристик (ВАХ), связанное с перескоком электронов междуферронами. С исчезновением ферронов при нагревании ВАХ становятся линейными и практически независят от поля. Отрицательное магнитосопротивление (δH) наблюдается в широком интервалетемператур. Максимальное значение δH обнаруживает в области температуры Нееля. Выше этойтемпературы магнитосопротивление уменьшается.Неоднородные электрические и магнитные состояния можно обнаружить при исследованиигальваномагнитных свойств. Обнаружено изменение знака термоЭДС (α) по температуре и в магнитномполе. В магнитоупорядоченной области перенос энергии осуществляется электронами, увлеченныхмагнонами, которые исчезают в парамагнитной области. В этой области температур модуль термоЭДСплавно уменьшается при нагревании и в магнитном поле достигает значения -40% вблизи комнатнойтемпературы. Возможно, это связано с двумя типами носителей энергии: дырок и экситонов.