Анизотропия прыжкового магнитосопротивления антиферромагнитных монокристаллов La₂CuO₄₊δ

Abstract

Представлены результаты исследования анизотропии прыжковой проводимости в интервале 5-295 К и магнитосопротивления (МС) в интервале 5-55 К антиферромагнитных монокристаллов La₂CuO₄₊δ с TN»188 К. Сопротивление измерено по методу Монтгомери при различных сочетаниях направлений транспортного тока и магнитного поля относительно кристаллографических осей. Для случая, когда поле и транспортный ток направлены параллельно слоям CuO₂, при повышении температуры до T ≈ 20 К обнаружен переход от отрицательного к положительному МС. Для полей, перпендикулярных слоям CuO₂, наблюдали только отрицательное МС. Проведено обсуждение природы обнаруженного положительного МС. Показано, что этот эффект связан, скорее всего, не с взаимодействием спина носителей заряда с окружающей магнитной средой, а с орбитальным движением этих носителей. Найдено соответствие величины, а также магнитополевого и температурного поведения положительного МС с известной моделью Шкловского и Эфроса, основанной на учёте сжатия примесных волновых функций носителей заряда в магнитном поле.

The anisotropy of the hopping conductivity of antiferromagnetic La₂CuO₄₊δ single crystals with TN»188 K is investigated in the temperature range 5–295 K and the anisotropy of their magnetoresistance, in the temperature range 5–55 K. The resistance is measured by the Montgomery method for different combinations of directions of the transport current and magnetic field relative to the crystallographic axes. For the case when the field and transport current are directed parallel to the CuO₂ layers, a transition from negative to positive magnetoresistance is observed when the temperature is raised to T ≈ 20 K. For fields perpendicular to the CuO₂ layers, only negative magnetoresistance is observed. The nature of the positive magnetoresistance is discussed. It is shown that the effect is most likely due not to the interaction of the spin of the charge carriers with the surrounding magnetic medium but to the orbital motion of these carriers. The corresponding values of the positive magnetoresistance and its behavior as a function of magnetic field and temperature are found using the well-known model of Shklovskii and Efros, which is based on taking into account the compression of the impurity wave functions of the charge carriers in the magnetic field.

Представлено результати дослідження анізотропії стрибкової провідності в інтервалі температур 5-295 К та магнітоопору (МО) в интервалі 5-55 К антиферомагнітних монокристалів La₂CuO₄₊δ з TN»188 К. Опір виміряно за методом Монтгомері при різних комбінаціях напрямів транспортного струму та магнітного поля щодо кристалографічних осей. Для випадку, коли поле та транспортний струм направлені паралельно до шарів CuO₂, при підвищенні температури до T ≈ 20 К виявлено перехід від негативного до позитивного МО. Для полів, перпендикулярних до шарів CuO₂, спостерігали тільки негативний МО. Проведено обговорення природи виявленого позитивного МО. Показано, що цей ефект пов язано, скоріше за все, не з взаємодією спіну носіїв заряду з оточуючим магнітним середовищем, а з орбітальним рухом цих носіїв. Знайдено відповідність величини, а також магнітопольової та температурної поведінки позитивного МО з відомою моделлю Шкловського та Ефроса, що базується на урахуванні стиску домішкових хвильових функцій носіїв заряду в магнітному полі.