Электрические свойства эрбиевых кобальтитов

Abstract

Исследованы температурные и электрические, в том числе магнитополевые, характеристики керамических образцов Er₁-xSrxCoO₃-δ в области температур от комнатной до гелиевой и в магнитных полях до 4 кЭ, приложенных перпендикулярно направлению транспортного тока. В области малых токов обнаружены индуцированные током нелинейные особенности перколяционного транспорта, характерные для перехода металл-изолятор. Впервые наблюдали такие закономерности, как уменьшение поля пробоя при увеличении концентрации двухвалентного Sr и эффекты упорядочения при понижении температуры. Обнаружено аномальное возрастание проводимости и большой магниторезистивный эффект в узкой области концентраций Er и Sr, более узкой и более смещенной в сторону металлической фазы, чем в лантановых манганитах. Особенности поведения проводимости и магнитосопротивления, в том числе нелинейные эффекты, объяснены с единой точки зрения - магнитоструктурными фазовыми переходами, индуцированными соответствующей концентрацией допантов, температурой либо магнитным полем, а также наличием спинзависимого вклада в механизм корреляции электронов, связанной с двойным обменом делокализованными электронами между разновалентными ионами кобальта.

Досліджено температурні й електричні, у тому числі магнітопольові, характеристики керамічних зразків Er₁-xSrxCoO₃-δ в області температур від кімнатної до гелієвої та у магнітних полях до 4 кЕ, які прикладені перпендикулярно напрямку транспортного струму. В області малих струмів виявлено індуковані струмом нелінійні особливості перколяційного транспорту, що характерні для переходу метал–ізолятор. Уперше спостерігали такі закономірності, як зменшення поля пробою при збільшенні концентрації двовалентного Sr і ефекти впорядкування при зниженні температури. Виявлено аномальне зростання провідності й великий магніторезистивний ефект у вузькій області концентрацій Er і Sr, більш вузької й більш зміщеної убік металевої фази, ніж у лантанових манганітах. Особливості поводження провідності й магнітоопору, у тому числі нелінійні ефекти, пояснено з єдиної точки зору — магнітоструктурними фазовими переходами, індукованими відповідною концентрацією допантів, температурою або магнітним полем, а також наявністю спінзалежного внеску в механізм кореляції електронів, пов’язаної з подвійним обміном делокалізованими електронами між різновалентними іонами кобальту.

Temperature and electrical (including magnetofield) characteristics of ceramic Er₁-xSrxCoO₃-δ samples were measured at temperatures ranged from room to helium ones in magnetic fields up to 4 kOe, applied perpendicularly to transport dc current. For low values of current current-induced nonlinear features of percolation transport, typical of metal–insulator transition were detected. It is for the first time that such behaviors as reduction of breakdown field with increasing concentration of bivalent Sr and effects of ordering with decreasing temperature are observed. An abnormal increase of conductivity and a high magnetoresistance were revealed in a narrow region of Er and Sr concentration that was narrower and more shifted towards a metal phase than in La manganites. The behaviors of conductivity and magnetoresistance, including the nonlinear effects, are explained from the united point of view: by magnetostructure phase transitions, induced by corresponding dopant concentration, temperature or magnetic field, and the existence of spin-dependent contribution to the mechanism of electron correlation, connected with a double exchange of delocalization electrons between cobalt ions of different valence.