Н. А. Редько, В. Д. Каган, М. П. Волков, “Анализ спинового расщепления максимумов квантовых осцилляций сопротивления полупроводниковых сплавов $n$-Bi–Sb в магнитном поле, параллельном биссекторной оси”, Физика твердого тела, 2013, том 55, выпуск 11,страницы 2112

Полупроводники

Анализ спинового расщепления максимумов квантовых осцилляций сопротивления полупроводниковых сплавов $n$-Bi–Sb в магнитном поле, параллельном биссекторной оси

Н. А. Редько^ab, В. Д. Каган^a, М. П. Волков^ab

^a Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
^b International Laboratory of High Magnetic Fields and Low Temperatures, Wroclaw, Poland

Аннотация: В полупроводниковых сплавах $n$-Bi$_{0.93}$Sb$_{0.07}$ на образцах с различной концентрацией электронов ($n_1$ = 8 $\cdot$ 10$^{15}$ cm$^{-3}$, $n_2$ = 1.2 $\cdot$ 10$^{17}$ cm$^{-3}$, $n_3$ = 1.9 $\cdot$ 10$^{18}$ cm$^{-3}$) измерены зависимости сопротивления от магнитного поля величиной до 45 T, параллельного току и биссекторной оси $(\mathbf{H}\parallel\mathbf{C}_1\parallel\mathbf{j})$, при температурах 1.5, 4.5, 10 K. На полученных зависимостях $\rho_{22}(H)$ наблюдаются квантовые осцилляции сопротивления (эффект Шубникова–де Гааза), причем в больших магнитных полях наблюдается максимум сопротивления, далеко отстоящий от остальных максимумов. В предположении, что этот максимум связан со спиново-расщепленным уровнем Ландау N = 0$^-$ для электронов главного эллипсоида, вычислены параметры спинового расщепления для электронов главного эллипсоида: $\gamma_1$ = 0.87, $\gamma_2$ = 0.8, $\gamma_3$ = 0.73. Используя эти значения, можно надежно связать максимумы осцилляций с номерами расщепленных уровней Ландау для электронов главного и побочных эллипсоидов.
В поперечном магнитном поле при $\mathbf{H}\parallel\mathbf{C}_1$ и $\mathbf{j}\parallel\mathbf{C}_2$ на образце с концентрацией электронов $n_4$ = 1.4 $\cdot$ 10$^{17}$ cm$^{-3}$ измерены зависимости сопротивления $\rho_{11}$ и коэффициента Холла $R_{31.2}$ от магнитного поля. C помощью аналогичного анализа определен параметр спинового расщепления $\gamma_4$ = 0.85, что близко к значению $\gamma_2$ = 0.8, полученному для образца с близкой концентрацией ($n_2$ = 1.2 $\cdot$ 10$^{17}$ cm$^{-3}$) при измерениях в продольном магнитном поле. Максимумы квантовых осцилляций коэффициента Холла $R_{31.2}$ смещены в область больших магнитных полей по сравнению с максимумами квантовых осцилляций сопротивления $\rho_{11}$.

Поступила в редакцию: 03.04.2013