Реєстраційний номер
0826U004789, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
09-10-2026
Статус
Захищена
Назва роботи
Особливості поведінки магнітоопору в твердих розчинах Вi–Mn з низьким вмістом марганцю
Здобувач
Яровий Валерій Михайлович,
Керівник Терехов Андрій Валерійович
Опонент Дехтярук Леонід Васильович
Опонент Мінакова Ксенія Олександрівна
Рецензент Дзюба Михайло Олегович
Рецензент Сіренко Валентина Анатоліївна
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Фізико-технічний інститут низьких температур імені Б. І. Вєркіна Національної академії наук України
Опис
Дисертаційну роботу присвячено комплексному дослідженню температурних і магнітопольових залежностей електричного опору текстурованих полікристалічних твердих розчинів системи Bi–Mn з низьким вмістом марганцю. Метою роботи було встановлення впливу концентрації Mn на величину, анізотропію та механізми формування магнітоопору з урахуванням багатозонного й багатодолинного характеру електронної структури вісмутової матриці, включень магнітної фази α-BiMn і структурної неоднорідності зразків.
Досліджено полікристалічні текстуровані зразки Bi95,69Mn3,69Fe0,62 та Bi88,08Mn11,92, отримані методом Бріджмена. За результатами елементного і структурно-фазового аналізу встановлено, що вони складаються з вісмутової матриці з включеннями магнітної фази α-BiMn. Температурні та магнітопольові залежності електричного опору виміряно чотириконтактним методом у температурному інтервалі 2–300 К і магнітних полях до 140 кЕ за паралельної та перпендикулярної орієнтацій магнітного поля відносно транспортного струму.
Показано, що за відсутності магнітного поля обидва тверді розчини мають металевий характер провідності. Для Bi88,08Mn11,92 виявлено нелінійність залежності R(T), перегин поблизу 70 К і квадратичну низькотемпературну ділянку, тоді як поведінка Bi95,69Mn3,69Fe0,62 є ближчою до поведінки чистого вісмуту. Прикладання зовнішнього магнітного поля призводить до суттєвого збільшення електричного опору та появу немонотонних залежностей R(T) з максимумами, температура яких зміщується до вищих значень зі збільшенням поля. Для Bi88,08Mn11,92 максимуми спостерігаються за обох орієнтацій поля, а для Bi95,69Mn3,69Fe0,62 – лише за конфігурації H ⊥ I.
Встановлено, що магнітоопір залишається додатним у всьому дослідженому інтервалі температур і полів, а його величина за конфігурації H ⊥ I істотно перевищує значення, отримані за H ∥ I. Зі збільшенням концентрації Mn від 3,69 до 11,92 ат. % магнітоопір зменшується, причому концентраційний вплив найбільш помітний у поздовжній конфігурації. За температури 5 К для Bi95,69Mn3,69Fe0,62 виявлено максимуми магнітоопору в полях близько 30–40 кЕ, які пов’язано з наближенням електронної системи вісмутової матриці до квантової межі. Для Bi88,08Mn11,92 низькотемпературні особливості зберігаються в ширшому температурному інтервалі, що свідчить про додатковий вплив магнітної фази α-BiMn.
Обґрунтовано, що перенесення заряду переважно відбувається у вісмутовій матриці, тоді як включення α-BiMn впливають на рухливість і розсіювання носіїв заряду та співвідношення внесків електронного й діркового каналів. Запропоновано пояснення формування магнітоопору спільною дією орбітального ефекту, багатозонного та багатодолинного електронно-діркового транспорту, магнітної анізотропії та внутрішнього магнетизму фази α-BiMn, спін-залежного розсіювання, текстурованої полікристалічної будови, а за низьких температур – наближення електронної системи до квантової межі й можливої переорієнтації магнітних моментів Mn.
Отримані результати поглиблюють уявлення про магнітотранспортні властивості твердих розчинів Bi–Mn і створюють наукові передумови для їх подальшого дослідження як потенційних матеріалів для магнітокерованих резистивних елементів, безконтактних вимірювачів струму, систем контролю магнітних полів, долинних квантових і спінтронних пристроїв.
Дата реєстрації
2026-08-24
Додано/оновлено в НРАТ
2026-08-24 / 2026-10-12
