Scaling description of positive magnetoresistivity in doped dilute magnetic semiconductors
Scaling description of positive magnetoresistivity in doped dilute magnetic semiconductors
复制标题
掺杂稀磁半导体中正磁阻的缩放描述
DOI：
10.1016/j.jmmm.2014.11.069
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发表时间：
2015
影响因子：
2.7
通讯作者：
S. D. Baranovskii
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
A. V. Nenashev; F. Jansson;S. Petznick;M. Wiemer;P.J. Klar;A. V. Dvurechenskii;F. Gebhard;S. D. Baranovskii
实验和理论研究了Zn 1− x Mn x Se：Cl材料在跳跃区的大的正磁阻效应。最近已经提出了这种效应的可能机制[Nenashev等人，Phys. Rev. B 88（2013）115210][4]基于由磁性Mn原子与位于Cr2 Cl杂质上的电子之间的交换相互作用引起的掺杂剂水平分布中的能量无序的增加。在目前的工作中，我们证实了这一机制的实验比较有限的Mn含量x和样品中的MR与x= 0的样品中的MR之间的。在x= 0时，观察到一个负的MR，而在有限x时，一个大的正MR被证明与磁场的依赖性类似的宏观磁化，确认建议的MR机制在有限x。正MR的缩放描述[Nenashev等人，Phys. Rev. B 88（2013）115210][4]到目前为止仅针对最近邻跳变或Mott可变范围跳变机制的情况提出。在目前的工作中，我们提出的实验数据来分析底层的传输制度和扩展的Efros-Shklovskii可变范围跳跃制度，其中多粒子库仑相互作用起着决定性的作用，掺杂剂原子上的电子能量分布的标度描述。
The effect of a large positive magnetoresistance (MR) in Zn 1− x Mn x Se: Cl materials in the hopping regime is studied experimentally and theoretically. A possible mechanism of this effect has been recently suggested [Nenashev et al., Phys. Rev. B 88 (2013) 115210][4] based on the increase of energy disorder in the distribution of dopant levels caused by the exchange interaction between magnetic Mn atoms and the electrons localized on nonmagnetic Cl impurities. In the current work we confirm this mechanism experimentally by comparison between the MR in samples with finite Mn content x and the MR in a sample with x= 0. At x= 0, a negative MR is observed, while at finite x a large positive MR is evidenced with the dependence on magnetic field similar to that of the macroscopic magnetization, confirming the suggested MR mechanism at finite x. Scaling description of the positive MR [Nenashev et al., Phys. Rev. B 88 (2013) 115210][4] has been suggested so far only for the case of the nearest-neighbor-hopping or Mott variable-range-hopping regimes. In the current work, we present experimental data to analyze the underlying transport regime and extend the scaling description for the Efros–Shklovskii variable-range-hopping regime, in which many-particle Coulomb interactions play a decisive role for the distribution of electron energies on dopant atoms.
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F. Jansson;M. Wiemer;A. Nenashev;S. Petznick;P. Klar;M. Hetterich;F. Gebhard;S. Baranovskii