Исследование механизмов влияния катион-анионного замещения на гальваномагнитные свойства халькогенидных соединений

Цель: исследование гальваномагнитных явлений и электронных фазовых переходов в неупорядоченных халькогенидных полупроводниках с сильными электронными корреляциями MnSe₁₋ₓTeₓ и GdₓMn₁₋ₓSe (0 < х < 0,4). Синтезированы катион/анион-замещенные халькогенидные соединения систем Mn - Se - Te и Gd - Mn - Se с концентрациями 0,1 ≤ х ≤ 0,4. Проведены исследования их кристаллической структуры, коэффициента теплового расширения, магнитной проницаемости, эффекта Холла, термо-ЭДС, резонансных и магнитных свойств в широком интервале температур 77 - 1000 К в магнитных полях до 1,3 T. Синтезированные соединения являются антиферромагнитными полупроводниками, обладающими гранецентрированной кубической структурой, свойственной MnSe. Обнаружен эффект магнитосопротивления в анион-замещенных твердых растворах MnSe₁₋ₓTeₓ с х = 0,1 в окрестности температуры Нееля. Установлена корреляция спин-стекольного состояния и магнитосопротивления. Исследования магнитной проницаемости в диапазоне частот 0,1 - 100 кГц позволили установить механизм релаксации магнитного момента и возможность существования неоднородных магнитных состояний. Выявлено изменение g-фактора ЭПР в области температур с отрицательным магнитосопротивлением. Для катион-замещенных GdₓMn₁₋ₓSe наблюдаются аномалии на температурных зависимостях электросопротивления, которые смещаются при охлаждении в поле в сторону низких температур. В результате смещения минимумов в электросопротивлении магнитосопротивление меняет знак с положительного на отрицательный с ростом концентрации. Экспериментальные данные объяснены в модели орбитального стекла. На основе экспериментальных данных по измерению эффекта Холла определены температурные зависимости постоянной Холла RН, концентрации n и подвижности носителей заряда халькогенидов MnSe₁₋ₓTeₓ и GdₓMn₁₋ₓSe. Замещение селена теллуром приводит к смене знака постоянной Холла по концентрации с положительного на отрицательный, а замещение гадолинием - знака носителей тока по температуре. Исследование термо-ЭДС халькогенидов редкоземельных элементов выявило, что ее знак в большинстве случаев не совпадает со знаком постоянной Холла, а ее температурная зависимость носит сложный характер. Обнаружена корреляция данных термоэлектрических свойств с данными магнитосопротивления.