Низкотемпературный минимум сопротивления гранулированных дырочно-допированных кобальтитов

Abstract

Впервые в объемных гранулированных кобальтитах (La₁₋xSrx)₁₋yAgyCoO₃ с размером гранул порядка 1 мкм с коэффициентами замещения x = 0,35 и y = 0; 0,05 наблюден переход «металл–неметалл» в проводимости, предположительно связанный с АФМ упорядочением моментов гранул. Данный переход проявляется в виде минимума на температурной зависимости сопротивления образцов. Предложено объяснение природы минимума, основанное на учете внутригранульного механизма корреляции электронов по принципу двойного обмена Зенера и межгранульного механизма спин-поляризованного туннелирования электронов между ближайшими соседями в условиях антиферромагнитного обменного взаимодействия моментов гранул. Проведен численный расчет кондактанса системы в модели, основанной на суммировании проводимостей внутригранульных фаз электронной системы и вычислении полного сопротивления системы как суммы сопротивлений отдельных гранул c учетом резистивного вклада межгранульного туннелирования. Обнаружено, что внешние магнитные поля вплоть до 10 Тл не оказывают влияния на глубину минимума и его положение на температурной шкале, что говорит об устойчивости антиферромагнитного взаимодействия гранул к внешним магнитным полям.

Вперше в об'ємних гранульованих кобальтитах (La₁₋xSrx)₁₋yAgyCoO₃ з розміром гранул порядку 1 мкм з коефіцієнтами заміщення x = 0,35 і y = 0; 0,05 спостережено перехід «метал–неметал» в провідності, який імовірно пов'язаний з АФМ упорядкуванням моментів гранул. Даний перехід проявляється у вигляді мінімуму на температурній залежності опору зразків. Запропоновано пояснення природи мінімуму, яке за- сновано на урахуванні внутрігранульного механізму кореляції електронів за принципом подвійного обміну Зенера і міжгранульного механізму спін-поляризованого тунелювання електронів між найближчими сусідами в умовах антиферомагнітної обмінної взаємодії моментів гранул. Проведено чисельний розраху- нок кондактанса системи в моделі, яка заснована на підсумовуванні провідностей внутрігранульних фаз електронної системи і обчисленні повного опору системи як суми опорів окремих гранул з урахуванням ре- зистивного вкладу міжгранульного тунелювання. Виявлено, що зовнішні магнітні поля аж до 10 Тл не впливають на глибину мінімуму і його положення на температурній шкалі, що свідчить про стійкість антиферомагнітної взаємодії гранул до зовнішніх магнітних полів.

It is for the first time that in three-dimensional granular cobaltites (La₁₋xSrx)₁₋yAgyCoO₃ with a grain size of about 1 micron and replacement ratios x = 0,35 and y = 0, 0.05, observed was a “metal–nonmetal” transition in conductivity, presumably associated with the AFM interaction of granule moments. This transition manifestes itself as a minimum in the temperature dependence of resistance the samples. An explanation of the nature of the minimum is proposed which is the based on account of intragranular mechanism of electron correlation on the basis of Zener double-exchange and intergranular mechanism of spin-polarized electron tunneling between the nearest neighbors inder the antiferromagnetic exchange interactione of granule moments. The numerical calculation of the system conductance is made in the model based on summation of intragranular conductances of electronic phase and computation of impedance of the system as a sum of resistances of individual granules with a given resistive contribution of intergranular tunneling. It is found that the external magnetic field up to 10 T does not affect the depth of the minimum and its position on the temperature scale, suggesting that the intergranular antiferromagnetic interaction is stable to external magnetic fields.