Теплопроводность и электросопротивление слоистого соединения Nb₁-xSnxSe₂

Abstract

Экспериментально исследована теплопроводность λ(x=0,0.15,0.3,0.6;T=2–200 K) и электросопротивления ρ(0⩽x⩽0.5;T=6–300 K) слоистых кристаллов Nb₁-xSnxSe₂ в плоскости ab. При xapprox 0,5 обнаружен переход типа металл-полупроводник. Величина особенности электросопротивления при 33K, связанной с переходом в фазу волны зарядовой плотности, увеличивается с ростом x more 0,15. Теплопроводность образцов с металлической проводимостью (x < 0,5) увеличивается с ростом температуры при T > 90K, что коррелирует с нелинейностью зависимостей ρ(T). Отсутствие такого роста λ (T) для полупроводникового образца свидетельствует, что эта особенность связана с электронной подсистемой. Наблюдаемая немонотонность зависимости ρ (x) может быть объяснена существованием острого пика электронной плотности состояний вблизи уровня Ферми. Аппроксимация зависимостей λ (T) обнаруживает наличие механизма рассеяния фононов со скоростью релаксации, пропорциональной квадрату частоты.

Експериментально досліджено теплопровідність λ(x=0,0.15,0.3,0.6;T=2–200 K)та електроопір ρ(0⩽x⩽0.5;T=6–300 K) шаруватих кристалів Nb₁-xSnxSe₂ у площині ab. При x ~ 0,5 виявлено перехід типу метал —напівпровідник. Величина особливості електроопору при 33 К, яка пов’язана з переходом в фазу хвилі зарядової густини, збільшується із зростанням х > 0,15. Теплопровідність зразків з металевою провідністю (х < 0,5) збільшується із зростанням температури при Т > 90 К, що корелює з нелінійністю залежностей ρ (T). Відсутність такого зросту λ (T) для напівпровідникового зразка свідчить, що ця особливість пов’язана з електронною підсистемою. Спостерігаєма немонотонність залежності ρ (x) може бути пояснена існуванням гострого піка електронної густини станів поблизу рівня Фермі. Апроксимація залежностей λ (T) виявляє наявність механізму розсіяння фононів із швидкістю релаксації, пропорційної квадрату частоти.

The thermal conductivity λ(x=0,0.15,0.3,0.6;T=2–200 K) and electrical resistivity ρ(0⩽x⩽0.5;T=6–300 K) of layered crystals Nb₁-xSnxSe₂ are measured in the ab plane. The metal– semiconductor transition is observed at x≈0.5. The magnitude of the resistivity anomaly observed at 33 K and associated with a transition to the charge density wave phase increases with increasing x for x>0.15. The thermal conductivity of the metallic samples (x<0.5) increases with temperature at T>90K, which is in accord with the nonlinearity of the ρ(T) dependence. The absence of such an increase in λ(T) for a semiconducting sample indicates that this singularity is connected with the electronic subsystem. The observed nonmonotonicity of the ρ(x) dependence may be associated with the existence of a sharp peak in the electron density of states near the Fermi level. Approximation of the λ(T) dependence reveals the existence of a phonon scattering mechanism with a relaxation rate proportional to the square of the frequency.