Электронные транспортные и оптические свойства монокристалла Mo₀,₅W₀,₅Te₂

Abstract

Синтезирован относительно чистый и совершенный монокристалл вейлевского полуметалла Mo₀,₅W₀,₅Te₂, исследованы его электросопротивление, гальваномагнитные свойства при температурах от 4,2 до 80 К в полях до 10 Тл, а также оптические свойства при комнатной температуре. Показано, что температурная зависимость электросопротивления имеет металлический вид. При T = 4,2 К и в поле 10 Тл магнитосопротивление достигает 29%, монотонно уменьшаясь с температурой. Анализ полевых и температурных зависимостей магнитосопротивления позволяет предположить, что поверхность Ферми Mo₀,₅W₀,₅Te₂ может содержать как открытые, так и замкнутые листы. Исследования эффекта Холла и выполненные на этой основе оценки показали, что основными носителями заряда являются электроны с концентрацией ~ 1020 см⁻³ и подвижностью ~ 151 см² /В·с при Т = 4,2 К. С ростом температуры концентрация носителей тока возрастает, а подвижность падает. Оптические исследования показали, что монокристалл Mo₀,₅W₀,₅Te₂ не проявляет особенностей, характерных для металлов. Во всей исследованной области спектра доминирует межзонное поглощение света. Появление слабого вклада от свободных носителей отмечено при энергиях менее 0,6 эВ.

Синтезовано відносно чистий та досконалий монокристал вейлівського напівметалу Mo₀,₅W₀,₅Te₂, досліджено його електроопір, гальваномагнітні властивості при температурах від 4,2 до 80 К у полях до 10 Тл, а також оптичні властивості при кімнатній температурі. Показано, що температурна залежність електроопору має металевий вид. При T = 4,2 К та у полі 10 Тл магнітоопір досягає 29%, монотонно зменшуючись з температурою. Аналіз польових та температурних залежностей магнітоопору дозволяє припустити, що поверхня Фермі Mo₀,₅W₀,₅Te₂ може містити як відкриті, так й замкнуті листи. Дослідження ефекту Холла та оцінки, які виконані на цій основі, показали, що основними носіями заряду є електрони з концентрацією ~ 1020 см⁻³ та рухливістю ~ 151 см² /В·с при Т = 4,2 К. Зі збільшенням температури концентрація носіїв струму зростає, а рухливість падає. Оптичні дослідження показали, що монокристал Mo₀,₅W₀,₅Te₂ не проявляє особливостей, які характерні для металів. У всій дослідженій області спектра домінує міжзонне поглинання світла. Поява слабкого внеску від вільних носіїв відзначено при енергіях менших ніж 0,6 еВ.

A relatively pure and perfect Weil semimetal Mo₀,₅W₀,₅Te₂ single crystal was synthesized and its electrical resistivity, galvanomagnetic properties at temperatures from 4.2 to 80 K in magnetic fields up to 10 T and also optical properties at room temperature were studied. It is shown that the temperature dependence of the resistivity has a metallic type. At T = 4.2 K and in a field of 10 T, the magnetoresistivity reaches 29%, monotonously decreasing with temperature. Analysis of the field and temperature dependences of the magnetoresistivity suggests that the Fermi surface of the Mo₀,₅W₀,₅Te₂ can contain both open and closed sheets. Studies of the Hall effect and estimates made on this basis showed that the majority carriers are electrons with a concentration of ~ 1020 cm⁻³ and mobility of ~ 151 cm² /V·s at T = 4.2 K. Concentration of current carriers increases with temperature, and mobility decreases. Optical studies showed that the Mo₀,₅W₀,₅Te₂ single crystal does not exhibit features characteristic of metals. Interband absorption of light dominates over the entire studied range of the spectrum. The appearance of a weak contribution from free carriers is noted at energies of less than 0.6 eV.