Магнетизм, спинтроника

Отрицательное магнетосопротивление в сильных магнитных полях в углеродной наноструктуре, полученной методом PECVD

А. А. Харченко, А. К. Федотов, Ю. А. Федотова

Институт ядерных проблем Белорусского государственного университета, Минск, Республика Беларусь

Аннотация: Исследован отрицательный магнеторезистивный эффект (ОМР), наблюдаемый в квазидвухмерных графитовых слоях, на поверхности которых были сформированы островки-зародыши вертикального графена (VGN) с высокой плотностью парамагнитных дефектов (ПМЦ) с нескомпенсированными спинами. Предложена гипотеза возможной причины наблюдения ОМР, который формально описывается теорией квантовых поправок к проводимости Друде при ориентации магнитного поля перпендикулярно плоскости слоя. Модель основана на предположении, что магнитный поток $\Phi$ распределен неоднородно вдоль плоскости C-слоя из-за того, что островки фазы VGN содержат высокую плотность ПМЦ с нескомпенсированными спинами. В окрестности скоплений ПМЦ индуцируются ферромагнитные области вследствие параллельного выстраивания спинов на ПМЦ за счет обменного взаимодействия. Предполагается, что описанное перераспределение магнитного потока $\Phi$ должно приводить к его концентрации в областях расположения островков-зародышей VGN-фазы и его сильное ослабление (разреженность) между островками. Это и объясняет наблюдение ОМР эффекта, описываемого теорией квантовых поправок, при высоких значениях даваемого сверхпроводящим соленоидом внешнего магнитного поля B (до 8 T), хотя в действительности большая часть проводящего C-слоя фактически находится в сильно ослабленном поле.

Ключевые слова: квантовые поправки к проводимости, слабая локализация, отрицательный магнеторезистивный эффект, вертикальный графен, углеродная наноструктура, магнетизм в углеродных структурах.

Поступила в редакцию: 31.12.2024
Исправленный вариант: 19.07.2025
Принята в печать: 23.09.2025

DOI: 10.61011/FTT.2025.09.61619.358-25

Реферативные базы данных:

•