ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Магнитосопротивлсние в очень сильных магнитных полях из "Теория твёрдого тела " Эти волны обусловлены доплер-сдвинутым циклотронным резонансом групп электронов, имеющих близкие значения скоростей на поверхности Ферми. Такая ситуация реализуется в кадмии и некоторых других металлах с анизотропными чечевицеподобными поверхностями Ферми и равными концентрациями электронов и дырок. [c.191] Сопротивление кристалла при наличии внешнего однородного постоянного магнитного поля называется магнитосопротивлением. При исследовании магнитосопротивления можно выделить два э екта а) непрерывное изменение сопротивления при изменении магнитного поля б) осциллирующее изменение сопротивления. Первый эффект может быть объяснен на квазиклассическом языке как следствие спирального движения электронов в скрещенных электрическом и магнитном полях. Для объяснения второго эффекта надо привлекать представления о квантовании движения. [c.192] А) В слабых магнитных полях (шв- 1) электрон проходит малую долю своей замкнутой орбиты между столкновениями, характеризующимися релаксационным временем т. В этом случае а) сопротивление возрастает пропорционально квадрату напряженности магнитного поля б) возникает электрическое поле — поле Холла, пропорциональное напряженности магнитного поля. [c.192] Б) В сильных магнитных полях (тсо ) электроны могут совершать много замкнутых периодических движений между столкновениями. В этом случае сопротивление возрастает (в миллионы раз) при возрастании напряженности магнитного поля или, увеличиваясь (в сотни раз), достигает некоторого предельного значения. Обе зависимости могут наблюдаться даже в одном монокристалле для различных направлений. [c.192] Спиновое состояние электрона не оказывает влияния на движение электрона, так как взаимодействие магнитного момента с однородным магнитным полем не вносит вклад в (32.5). [c.193] Движение, обусловленное силой Лоренца, время от времени прерывается столкновениями. Среднее время между столкновениями т определяется наличием химических и физических неоднородностей кристалла, взаимодействием (зависящим от температуры) с фононами и остаточным взаимодействием между квазичастицами — электронами, неучтенным в среднем поле кристалла. В малых и средних магнитных полях время между столкновениями т (время релаксации или время свободного пробега) значительно меньше периода обращения электрона по замкнутым орбитам, т. е. [c.193] Второе слагаемое в (32.25) определяет перпендикулярное к плотности тока электрическое поле, которое называют полем Холла. Оно меняет знак при изменении знака магнитного поля. [c.196] Измерение коэффициента Холла является прямым измерением знака и плотности носителей заряда. [c.197] Рассмотрим для простоты кубический кристалл со сферической поверхностью Ферми и циклотронной массой, совпадающей с эффективной массой электрона т. [c.198] Под влиянием магнитного поля электроны совершают круговое движение с циклической частотой щ. Следовательно, к моменту времени /о плотность тока (32.33) преобразуется к виду бУх ( 0 — О = OS сод ( 0 -1), bJy to — t) = iA sin сов ( o - 0 знак — относится к электронам, знак - - к дыркам. [c.198] Равенство электронов и дырок обычно имеет место у металлов с четным числом электроноа на элементарную ячейку. У этих металлов проводимость обусловлена перекрытием зоны проводимости и валентной зоны. При этом число электронов, перещедших в зону проводимости, равно числу оставшихся дырок в валентной зоне. Замкнутой поверхностью Ферми с неравным числом электронов и дырок обладают металлы К, Ка, А1, 1п. [c.200] Рассмотренный выше простейший вариант теории магнитосопротивления (т —приближение, сферическая поверхность Ферми) не претендует даже на качественное описание зависимости сопротивления от магнитного поля. Такая зависимость существенно определяется формой поверхности Ферми и деталями процессов релаксации дырок и электронов, поэтому теория должна развиваться для конкретных кристаллов. [c.200] Вернуться к основной статье