Электропроводность, термоэлектрические свойства и ЭПР спектроскопия керамических образцов хромита меди, легированного магнием

Abstract

Представлены результаты исследования керамических образцов хромита меди, легированного магнием. Образцы синтезированы твердофазным методом с использованием специальной процедуры приготовления исходной смеси, обеспечивающей однородное распределение магния при его содержании от 0,2 до 6%. Замещение хрома на магний в кристаллической решетке подтверждается комбинационным рассеянием света и ЭПР спектрами. При увеличении содержания магния от 0 до 6 ат.% удельное сопротивление синтезированных образцов уменьшается более чем на 3 порядка при комнатной температуре. Получены высокие значения термоэдс и показано, что основными носителями заряда являются дырки, а преобладающим механизмом переноса дырок в легированных образцах является прыжковый перенос по локализованным состояниям, плотность которых уменьшается при увеличении энергии вблизи энергии Ферми. Показано, что радиус локализации увеличивается при увеличении содержания магния.

Представлено результати дослідження керамічних зразків хроміта міді, легованого магнієм. Зразки синтезовано твердофазним методом з використанням спеціальної процедури приготування вихідної суміші, що забезпечує однорідний розподіл магнію при його вмісті від 0,2 до 6 ат.%. Заміщення хрому на магній в кристалічній гратці підтверджується комбінаційним розсіюванням світла та ЕПР спектрами. При збільшенні вмісту магнію від 0 до 6 ат.% питомий опір синтезованих зразків зменшується більш ніж на три порядки при кімнатній температурі. Отримано високі значення термоерс і показано, що основними носіями заряду є дірки, а переважаючим механізмом перенесення дірок в легованих зразках є стрибкові перенесення по локалізованим станам, щільність яких зменшується при збільшенні енергії поблизу енергії Фермі. Показано, що радіус локалізації збільшується при збільшенні вмісту магнію.

The results of investigation of copper chromite ceramic samples doped with magnesium are presented. Samples have been synthesized by solid state method with a special procedure of initial mixture preparation. Such procedure provides a uniform distribution of magnesium in the range from 0,2% to 6%. The substitution of chromium by magnesium in crystal lattice was confirmed by Raman spectrum and ESR investigation. When content of Mg increases in the range from 0% to 6% the resistivity of samples decreases down to three orders of magnitude at room temperature. High values of thermopower were observed and have been shown that the main carriers are holes and the mechanism of a charged transfer is a hopping conductivity. The density of localized states participating in the hopping conductivity decreases when energy incases near the Fermi energy. The localization radius increases when Mg concentration increases.