Зарядовый транспорт и магнетизм в сильно коррелированных полупроводниках и полуметаллах с переходом металл-диэлектрик Глушков, Владимир Витальевич

Введение к работе

Актуальность темы. Проблема адекватного описания необычных свойств соединений на основе переходных и редкоземельных элементов вблизи перехода металл-диэлектрик (ПМД) остается одной из самых интригующих задач современной физики сильно коррелированных электронных систем (СКЭС). Действительно, неустойчивость электронного спектра, обусловленная сильными электронными корреляциями, приводит к возникновению целого ряда необычных физических явлений, включающих высокотемпературную [1] и «железную» [2] сверхпроводимость, тяжелые фермионы [3], колоссальное магнитосопротивление [4], не- фермижидкостное поведение [5], квантовую критичность [6] и пр. Несмотря на существующие ограничения теоретических подходов к описанию ПМД в СКЭС к настоящему времени разработаны и реализованы различные электронные приборы и устройства на основе оксидов переходных металлов, позволяющие перейти на сверхбыстрые временные шкалы в режиме переключения между состояниями с различной проводимостью [7]. В такой ситуации особую актуальность приобретает проблема выяснения механизмов взаимодействия электронной и магнитной подсистем в окрестности ПМД, а также возможностей управления тонкой структурой электронного спектра и эффективными характеристиками, важными для практических применений.

Классическими системами с ПМД, в которых наиболее сильно проявляется взаимодействие между зонными и локализованными электронами, являются так называемые кондо- изоляторы (SmB₆, CeNiSn, YbBi₂, Ce₃Bi₄Pt₃, FeSi и др. [8]). При понижении температуры в зонном спектре кондо-изоляторов открывается относительно небольшая (от 3 К до 300 К) энергетическая щель, причем соответствующий спектральный вес аномально перераспределяется в область энергий, более чем в 10 раз превосходящих размер запрещенной зоны [9]. В последнее время к классу кондо-изоляторов относят и соединение с уникальными термоэлектрическими свойствами FeSb₂ [10], во многом аналогичное по своим физическим характеристикам моносилициду железа. Однако, неоднозначная интерпретация низкотемпературных аномалий транспортных и магнитных свойств основного состояния кондо-изоляторов, а также несогласующиеся, а иногда и противоречивые результаты исследования спектров электронной фотоэмиссии требуют критического анализа модели кондо-изолятора, традиционно используемой для объяснения необычных физических характеристик узкозонных полупроводников с сильными электронными корреляциями.

Другой системой, вызвавшей настоящий «бум» в научном сообществе в начале 90-х годов прошлого века, стали оксидные соединения редкоземельных металлов и марганца со структурой перовскитов Rb_xA_xMnO₃ (R - редкоземельные металлы, A - Ca, Sr, Ba), в которых при азотных температурах был обнаружен эффект колоссального магнитосопротивления (КМС) с амплитудой до 1,27-10⁵ % [11]. Сильная связь между решеточными, зарядовыми, орбитальными и спиновыми степенями свободы наряду с возможностью легирования в широком диапазоне концентраций, на первый взгляд, предоставила идеальную систему для исследования природы зарядового транспорта и магнетизма в режиме сильных электронных корреляций. Вместе с тем, сложная конкуренция сверхобмена и двойного обмена в условиях ян-теллеровской неустойчивости кристаллической структуры, определяющая возникновение состояния с электронным и/или магнитным расслоением фаз [12], с одной стороны, и пространственно неоднородное распределение примеси для наиболее интересных с точки зрения практического применения составов [13], с другой стороны, в значительной мере ограничивают прогресс в понимании природы эффекта КМС в редкоземельных манганитах.

Несмотря на различные виды основного состояния Кондо-изоляторов (немагнитное диэлектрическое) и соединений с КМС (ферромагнитное металлическое), в системах обоих классов понижение температуры индуцирует ПМД, сопровождающийся качественной перестройкой электронного спектра. Интересно, что переход от нестабильной электронной конфигурации иона Sm с промежуточным значением валентности и^2,6 в SmB₆ к стабильному ^_7/2-состоянию 4/-оболочки иона Eu²+ в EuB₆ приводит к закрытию энергетической щели на уровне Ферми и установлению ферромагнитного полуметаллического состояния с эффектом КМС, достигающим значений р(0)/р(Я)^1100% в окрестности температуры Кюри 7^12,5^13,9 К в магнитном поле 8 Тл [14]. Таким образом, изучение эволюции транспортных и магнитных свойств при изменении состояния редкоземельного иона в рамках одной и той же простой кубической структуры, образованной октаэдрами бора, несомненно важно для понимания природы взаимосвязи между зарядовым транспортом и магнетизмом, определяющей возникновение эффекта КМС. С другой стороны, подавление дальнего магнитного порядка в EuB₆ при легировании кальцием позволяет не только идентифицировать природу эффектов, вызванных влиянием беспорядка замещения в системе Eu-Ca на эффективные параметры носителей заряда и магнитной подсистемы европия, но и провести сопоставление с аналогичными результатами, полученными для легированных манганитов лантана. Наконец, сравнение свойств систем на основе переходных металлов Fe (FeSi) и Mn (Lab_xCa_xMnO₃) дает возможность идентифицировать отличительные особенности, определяющие взаимодействие между зонными состояниями и локализованными магнитными моментами в полупроводниковых соединениях на основе переходных металлов.

Целью работы является экспериментальное исследование и сравнительный анализ транспортных и магнитных характеристик полупроводников и полуметаллов с сильными электронными корреляциями, направленные на выяснение особенностей взаимодействия электронной и магнитной подсистем в широкой окрестности температурных и концентрационных (в случае тройных систем) ПМД. Научные задачи диссертации включают установление природы взаимосвязи между зарядовым транспортом и магнетизмом в системах с малой концентрацией носителей заряда, а также выявление микроскопических механизмов, определяющих перенормировку спектра элементарных возбуждений и эффективные характеристики зонных и локализованных электронных состояний в режиме сильных корреляций между различными (зарядовыми, спиновыми и/или решеточными) степенями свободы.

Для решения поставленных задач в работе выполнено комплексное исследование транспортных (удельное сопротивление, магнитосопротивление, эффект Холла и термоэдс) и магнитных (статические намагниченность и магнитная восприимчивость) свойств сильно коррелированных полупроводников и полуметаллов на основе редкоземельных (SmB₆, EuB₆ и Eui-_xCa_xB₆ (х<0,25)) и переходных (FeSi и La₁^Ca_xMnO₃ (0,13<х<0,3)) элементов в широком диапазоне температур (1.8-300 К) и магнитных полей (до 12 Тл). Кроме того, в диссертации представлены результаты измерений низкотемпературных транспортных и магнитных свойств SmB₆, EuB₆ и FeSi в импульсных магнитных полях до 45 Тл, шумовых характеристик SmB₆, удельной теплоемкости EuB₆, высокочастотного (60-100 ГГц) магнитооптического поглощения и электронного спинового резонанса в FeSi, EuB₆, Eu₁^Ca_xB₆ и La₁^Ca_xMnO₃, а также оптических свойств SmB₆, FeSi и Eu_1-xCa_xB₆ с привлечением методов субмиллиметровой (100-1000 ГГц) квазиоптической ЛОВ-спектроскопии. Для гексаборида самария исследованы гальваномагнитные свойства при сверхнизких температурах (до 30 мК) в магнитных полях до 15 Тл.

Научная новизна диссертационной работы определяется полученными результатами, которые перечислены ниже:

1. В результате исследования удельного сопротивления и коэффициентов Холла и термоэдс, выполненного на монокристаллических образцах SmB₆ в широком диапазоне температур 1,8^300 К в магнитных полях до 45 Тл, в области собственной проводимости определены значения энергетической щели (20 мэВ), подвижности (|^_H|<100 см²В^-1с^-1), концентрации (и«10¹⁹^10²¹ см^-3) и эффективной массы (m_eff«30m₀) легких носителей заряда, а также температурная зависимость времени релаксации зонных состояний (т~7"^а, а«2,6).

2. Для гексаборида самария при температурах ниже 15 К обнаружена анизотропное поведение параметров зарядового транспорта, характеризуемое зависимостью энергии активации удельного сопротивления и эффекта Холла от направления приложенного тока (E_ex«3,5^6 мэВ). Показано, что «наведенная анизотропия», возникающая в этом соединении с кубической структурой, обусловлена экситон-поляронными комплексами, формирующимися в режиме быстрых зарядовых флуктуаций в окрестности ионов Sm. В рамках экситон- поляронной модели разделены вклады в энергию связи многочастичных состояний от изотропной экситонной компоненты E_ex«3 мэВ и анизотропного поляронного потенциала E_p«0,5^3 мэВ, варьирующегося в зависимости от кристаллографического направления.

3. В режиме проводимости по экситон-поляронным состояниям (T<15 К) для гексабо- рида самария обнаружено резкое усиление амплитуды отрицательного магнитосопротивле- ния, достигающего значений (Ap/p)/B ~ -2,2-10"³ Тл^-2 при T «5 K. Установлено, что наблюдаемый эффект связан с особенностями магнитного рассеяния экситон-поляронных состояний в режиме промежуточной валентности ионов Sm. Из анализа совокупности данных измерений транспортных, оптических и магнитных свойств SmB₆ при T

4. Установлено, что активационное поведение магнитной восприимчивости X_a(T)=C/T exp(-E_a/k_BT) с параметром E_a/k_B«65K при T>50K определяется возникновением спиновой щели и появлением термически индуцированных магнитных моментов ^_eff~1.6^_B (^_b - магнетон Бора) на центрах самария. При T<50K обнаружена корреляция температурных зависимостей интенсивностей линий в спектрах неупругого рассеяния нейтронов и комбинационного рассеяния света и магнитного вклада состояний в спиновой щели, позволяющая связать наблюдаемые аномалии с формированием многочастичных (экситон- поляронных) состояний малого радиуса (<6А) в матрице SmB₆.

5. Из сравнительного анализа транспортных и оптических характеристик FeSi показано, что энергетическая щель _g=U-2D«60 мэВ определяется расстоянием между хаббардов- скими зонами шириной 2D«0,21 эВ и параметром кулоновского отталкивания U«0,27 эВ. Установлено, что критические значения параметров модели Мотта-Хаббарда, соответствующие диапазону 2

*

T ^80 K. Оценки параметров состояний в резонансе показывают, что им соответствуют спиновые поляроны малого радиуса (<5 А) с низкой концентрацией (~6-10¹⁷ см^-3) и перенормированной эффективной массой (m_eff~50^100m₀, m₀ - масса свободного электрона).

6. Установлено, что низкотемпературная инверсия знака эффекта Холла обусловлена ростом амплитуды аномальной компоненты холловского сопротивления p_H, которая увеличивается более чем в 10⁵ раз при понижении температуры в интервале 1.8^20K. Возникновение аномального вклада в pH связывается с переходом к когерентному режиму флуктуаций спиновой плотности в окрестности Fe-центров и формированием ферромагнитных областей - ферронов - в матрице FeSi при TC=15 K.

7. По данным транспортных, магнитных, оптических и магнитооптических измерений, выполненных в диапазоне температур (1,8^40 К) и магнитных полей (до 12 Тл), впервые построена низкотемпературная магнитная H-T фазовая диаграмма FeSi. Показано, что аномальное поведение транспортных и магнитных свойств, обнаруженное в непосредственной окрестности T_m=7 K, определяется формированием фазы спинового стекла (Tm) с образованием магнитных нанокластеров из взаимодействующих ферронов в основном состоянии FeSi. Из анализа совокупности аномалий транспортных, магнитных и магнитооптических характеристик, наблюдаемых в окрестности ^₀H_m~3,5 Тл при Tm, сделан вывод о существовании новой коллинеарной магнитной фазы M\\H на низкотемпературной фазовой диаграмме моносилицида железа.

8. В результате измерений комплексной оптической проводимости а(ш) обнаружен аномальный вклад в проводимость FeSi, описываемый при T=4,2 К лоренцианом с собственной частотой v₀^32±5 см^-1, диэлектрическим вкладом As^110±20 и затуханием у^280±30 см^-1. Установлено, что наблюдаемая аномалия связана с собственными возбуждениями спин- поляронных состояний, формирующихся в середине энергетической щели FeSi. Получены оценки величины обменного поля jU(iH_ex=34±6 Тл и времени спиновых флуктуаций т=(1,9±0,2)-10^-14 с, которые характеризуют взаимодействие между носителем заряда и локализованными магнитными моментами в спин-поляронных комплексах.

9. Из оценок параметров носителей заряда в EuB₆ показано, что аномалии зарядового транспорта в парамагнитной фазе (T_CC^13,9 K) определяются формированием тяжелых носителей заряда - спиновых поляронов - с эффективной массой m_eff~(15^30)m₀. В ферромагнитной фазе обнаружена значительная (до 70 %) анизотропия поперечного магни- тосопротивления, характеризующая переход к режиму проводимости по зонным состояниям с m_eff~m₀ при TC.

10. Обнаружено, что спонтанная намагниченность EuB6 в расчете на элементарную ячейку M_sp(T^0K)^7,4^B заметно превышает магнитный момент иона Eu²+ в ⁸S_7/2 состоянии. Увеличение M_sp связывается с дополнительным вкладом M₀^0,4^_B, возникающим при формировании промежуточной магнитной фазы в окрестности T_M~15,6 К.

11. Для твердых растворов замещения Eu_1-xCa_xB₆ (0<х<0,25) зарегистрирован концентрационный переход металл-диэлектрик при x_MIT~0,2 с изменением типа проводимости от электронной (xMIT) к дырочной (x>x_MIT). Установлено, что переход в диэлектрическую фазу сопровождается значительным усилением эффекта колоссального магнитосопротивления, достигающего значений p(0)/p(7 Тл)~7-10⁷% для Eu₀,₇₅₆Ca₀,₂₄₄B₆. Сопоставление эффективных масс носителей заряда rn_eff(Eu₀,₇₅₆Ca₀,₂₄₄B₆)~(4,3^13)m₀ и rn_eff(EuB₆)~(15^30)m₀ указывает на определяющий вклад спин-поляронных эффектов в низкотемпературный зарядовый транспорт в этих соединениях с сильными электронными корреляциями.

12. Для твердых растворов замещения Eu_1-xCa_xB₆, отвечающих окрестности концентрационного ПМД (^^^_MIT~0,2), установлено, что усиление эффекта КМС от ~1.4х10⁴ % до ~7.5х10⁵ % и универсальное критическое поведение магнитной восприимчивости x~(T-0)^-1,5 связаны с эффектами ближнего магнитного упорядочения, определяющего особенности состояния с магнитным расслоением фаз в парамагнитной окрестности температуры Кюри.

13. Исследования транспортных и магнитных свойств монокристаллических образцов La_1-xCa_xMnO₃ (0,13<х<0,3) выявили анизотропию поперечного магнитосопротивления, амплитуда которой достигает 20% в магнитоупорядоченной фазе La₀,₈₇Ca₀,₁₃MnO₃ при T=87 K и уменьшается более чем на 3 порядка в металлическом состоянии La₀,₇Ca₀,₃MnO₃ при T<100 K. Установлено, что анизотропия зарядового транспорта, наблюдаемая в режиме прыжковой проводимости в ферромагнитной фазе составов La_1-xCa_xMnO₃ (xIT~0,22), характеризует состояние с магнитным расслоением фаз в условиях сильной пространственной локализации (~4 А) и низкой подвижности (~0,1 см²/Вс) носителей заряда.

14. В результате исследования эффекта Холла в La_1-xCa_xMnO₃ (0,13<х<0,3) получены оценки эффективных параметров носителей заряда для составов, отвечающих окрестности концентрационного перехода металл-диэлектрик (хмгг~0,22). В ферромагнитной окрестности точки Кюри (150 К<Г<Г_с) для La₀,₇₈Ca₀,₂₂MnO₃ обнаружен рост подвижности до значений |ц,_н|«20 см²/(В-с), характеризующих зарядовый транспорт вблизи перколяционного порога на границе концентрационного перехода металл-диэлектрик. Для La₀,₇Ca₀,₃MnO₃ обнаружена

a a 1 5

корреляция между аномальным холловским p_H и удельным р сопротивлением p_H ~р ' , которая не согласуется с традиционной интерпретацией аномального эффекта Холла в легированных манганитах лантана в рамках моделей асимметричного рассеяния (pH^a~p) или бокового смещения (p_H^a~p²) носителей заряда.

15. В ферромагнитной фазе La₀,₇Ca₀,₃MnO₃ обнаружен четный эффект Холла, аналогичный наблюдаемому в спин-поляронном режиме зарядового транспорта в FeSi. Появление четной гармоники на угловых зависимостях холловского сопротивления связывается с эффектами понижения локальной симметрии при формировании спин-поляронных (FeSi) или димеронных (La_1-xCa_xMnO₃) состояний малого радиуса (<10 А) и/или с антиферромагнитным эффектом Холла, ранее обнаруженным для ферримагнетиков на основе Mn и Fe.

Достоверность результатов диссертационной работы определяется тщательной проработкой методических вопросов, связанных с предварительными отбором, подготовкой и характеризацией монокристаллических образцов - объектов исследования, калибровочными экспериментами, выполненными на лабораторных установках, а также воспроизводимостью полученных результатов и их сопоставлением с литературными данными.

Положения, выносимые на защиту:

1. Поляронные эффекты в режиме быстрых (~10^-1М0^-14 с) локальных флуктуаций электронной (спиновой) плотности в SmB₆ (FeSi) приводят к формированию многочастичного резонанса на уровне Ферми, определяющего температурный переход металл-диэлектрик. В основном состоянии SmB₆ и FeSi являются сильно коррелированными металлами, физические свойства которых определяются экситон-поляронными и спин-поляронными комплексами, соответственно.

15. 1. Для SmB₆ разделены вклады в энергию связи экситон-поляронных состояний от изотропной экситонной компоненты E_ex~3 мэВ и анизотропного поляронного потенциала E_p«0,5-3 мэВ, зависящего от направления измерительного тока в матрице SmB₆.

    2. Немонотонное поведение магнитной восприимчивости SmB₆ определяется возникновением спиновой щели с термически индуцированными магнитными моментами ^_eff«1,6^_B (^_b - магнетон Бора) на центрах самария. Корреляция между температурными зависимостями интенсивностей неупругого рассеяния нейтронов и комбинационного рассеяния света, с одной стороны, и выделенного в работе магнитного вклада от состояний в спиновой щели при T<50 K, с другой, подтверждает связь наблюдаемых аномалий с формированием экси- тон-поляронных состояний в матрице SmB₆.

    3. Для моносилицида железа получены эффективные параметры модели Мотта- Хаббарда (ширина хаббардовских зон 2D»0,21 эВ, параметр кулоновского отталкивания №0,27 эВ, энергетическая щель E_g=U-2D^60 мэВ). Критическое значение U/D^2,6 (217 см^-3) и эффективной массой (m_eff~(50^100)m₀).

    4. Впервые определена структура низкотемпературной магнитной фазовой H-T диаграммы FeSi. Выполнены количественные оценки эффектов обменного усиления и эффективных параметров, характеризующих электронную подсистему FeSi в парамагнитной (T>T_C) и ферромагнитной (T_mC) фазах, а также в фазе спинового стекла (Tm). В результате анализа совокупности аномалий транспортных, магнитных и магнитооптических характеристик, наблюдаемых в окрестности цоН_т~3,5 Тл при Tm, сделан вывод о существовании новой коллинеарной магнитной фазы в FeSi.

    5. Аномалии зарядового транспорта в парамагнитной фазе EuB₆ (T_CC^13,9 K) связаны с формированием тяжелых носителей заряда (спиновых поляронов) с эффективной массой m_eff~(15^30)m₀. Изменение анизотропии поперечного магнитосопротив- ления в ферромагнитной фазе EuB₆ определяется переходом от спин-поляронного режима зарядового транспорта к проводимости зонных носителей заряда (m_eff~m₀) в основном металлическом состоянии.

    6. Увеличение спонтанной намагниченности EuB₆ в расчете на элементарную ячейку M_sp(T^0K)^7,4^_B обусловлено дополнительным вкладом в спонтанную намагниченность M₀^0,4^_B, возникающим при формировании промежуточной магнитной фазы в окрестности температурного перехода металл-полуметалл T_M~15,6 К.

    7. Концентрационный переход металл-диэлектрик, обнаруженный в ряду Eu_1-xCa_xB₆ (0<х<0.244) в окрестности x_MIT~0,2, характеризуется усилением эффекта колоссального маг- нитосопротивления до значений р(0)/р(7 Тл)~7-10⁷ % (для х=0,244). Для составов с x>x_MIT магнитосопротивление определяется переходом от дырочного к электронному типу проводимости, инициируемым увеличением магнитного поля при низких температурах. Сопоставление эффективных масс носителей заряда m_eff«(4,3^13)m₀ для Eu₀,₇₅₆Ca₀,₂₄₄B₆ и m_eff«(15^30)m₀ для EuB₆ указывает на определяющий вклад спин-поляронных эффектов в низкотемпературный зарядовый транспорт в этих сильно коррелированных системах.

    8. Усиление эффекта КМС до р(0)/р(7 Тл)~7.5х 10⁵ % и универсальное критическое поведение магнитной восприимчивости х~7-0)^-1'⁵ в составах Eub_xCa_xB₆, отвечающих металлической стороне концентрационного ПМД (^^^_MIT~0,2), связаны с ближним магнитным упорядочением, определяющим особенности состояния с магнитным расслоением фаз в парамагнитной окрестности температуры Кюри.

    9. В низкотемпературных орторомбической и псевдокубической фазах легированных манганитов лантана Lab_xCa_xMnO₃ (0,13<х<0,3) поперечное магнитосопротивление р(Н) анизотропно по отношению к ориентации магнитного поля относительно кристаллографических направлений. Усиление анизотропии поперечного магнитосопротивления в ферромагнитной фазе составов Lab_xCa_xMnO₃, отвечающих диэлектрической стороне концентрационного перехода металл-диэлектрик (х<х_С~0,22), связывается с формированием состояния с магнитным расслоением фаз.

    10. В ферромагнитных фазах узкозонных полупроводников на основе переходных металлов - FeSi и La₁-J₄Ca_xMnO₃ - обнаружен дополнительный четный по магнитному полю вклад в эффект Холла, не имеющий объяснения в рамках теории гальваномагнитных эффектов в анизотропных металлах. Возникновение четной гармоники в основном состоянии FeSi связано с эффектами понижения локальной симметрии при переходе к режиму проводимости по спин-поляронным состояниям малого радиуса (<10А) ниже Г*^80 K.

    Практическая ценность результатов работы. Результаты, полученные в рамках диссертационной работы, могут быть использованы при разработке теоретических подходов к описанию физических свойств систем с сильными электронными корреляциями. Кроме того, представленные в диссертации экспериментальные методы исследования и идентификации спин-поляронных эффектов могут найти применение при разработке и тестировании новых материалов со специальными свойствами для микроэлектронных и спинтронных приложений, а также при создании новых термоэлектрических материалов для энергосберегающих технологий.

    Апробация работы. По результатам работы подготовлены 76 научных докладов, представленных на Совещании по физике низких температур НТ (1998, 2000, 2003, 2006, 2009 и 2012 гг.), Международной конференции по физике низких температур LT (1999, 2002, 2008 и 2011 гг.), Международной конференции по физике сильно коррелированных электронных систем SCES (2001, 2002, 2004, 2005, 2007, 2008 и 2011 гг.), Европейской конференции по физике магнитных явлений «Physics of Magnetism» (2002 г.), Московском международном симпозиуме по магнетизму MISM (2002, 2005, 2008 и 2011 гг.), Международном симпозиуме по бору, боридам и родственным соединениям ISBB (2005), 9-м международном симпозиуме «Упорядочения в металлах и сплавах» ОМА-9 (2006), Международной конференции по современным исследованиям магнитного резонанса "Modern Development of Magnetic Resonance" (2007), Международной конференции по магнетизму ICM (2009 и 2012 гг.), Международной конференции по квантовой критичности и новым фазам QCNP09 (2009 г.), 14-й Чешской и словацкой конференции по магнетизму CSMAG'10 (2010 г.), ежегодной Конференции «Сильно коррелированные электронные системы и квантовые критические явления» (20042012 гг.), а также на Международной зимней школе по физике полупроводников ФТИ РАН (2000 г.), Конференции молодых ученых «Проблемы физики твердого тела и высоких давлений» (2004 и 2010 гг.), Научной сессии НИЯУ МИФИ (2010, 2011 и 2012 гг.), Научных конференциях МФТИ (2001, 2008, 2010 и 2011 гг.) и научных семинарах ИОФ РАН (2003, 2005, 2009, 2010 и 2012 гг.) и теоретического отдела ФИАН (2003 г.).

    Личный вклад автора определяется непосредственным и, в ряде случаев, определяющим участием на всех стадиях выполнения работы, включая анализ текущего состояния научной проблемы в области исследований, постановку научной задачи, подготовку и проведение экспериментов, анализ и интерпретацию полученных данных и подготовку результатов работы к публикации, в том числе написание статей.

    Основная часть результатов 3 и 4 глав получена совместно с Н.Е.Случанко. Измерения гальваномагнитных характеристик выполнены при участии А.А.Пронина, М.А.Анисимова и Д.Н.Случанко и студентов К.М.Петухова, И.В.Кривицкого, К.В.Гонькова, А.В.Шубина и И.И.Лобановой. Термоэлектрические измерения выполнялись совместно с М.В.Кондриным, М.И.Игнатовым, А.В.Левченко и студентами Е.И.Хайруллиным и Р.Ф.Байбаковым. Измерения статических магнитных свойств были выполнены А.В.Богачем, В.Ю.Ивановым, А.В.Кузнецовым, О.А.Чуркиным и студентом И.И.Санниковым. Анализ данных магнитооптических и магниторезонансных исследований проводился совместно с С.В.Демишевым, А.В.Семено и аспирантами А.Л. Чернобровкиным и И.Б.Воскобойниковым. Исследования оптической проводимости были организованы совместно с Б.П.Горшуновым, А.А.Волковым и Е.С.Жуковой. Измерения удельной теплоемкости гексаборида европия были выполнены в ЦКП ФИАН «Исследования сильно-коррелированных систем» С.Ю.Гаврилкиным. Монокристаллические образцы исследуемых систем любезно предоставлены коллегами из Института проблем материаловедения НАНУ (Н.Ю.Шицевалова, В.Б.Филипов, А.В.Левченко, А.В.Духненко), Университета Тохоку г.Сендай (С.Кунии), Университета г.Амстердама (А.А.Меновски) и Национального исследовательского технологического университета МИ- СиС (Я.М.Муковский). Кроме того, в подготовке экспериментов и обсуждении результатов работы приняли участие ученые из Института экспериментальной физики Словацкой АН (К.Флахбарт, С.Габани, И.Батько, М.Батькова), Католического университета г.Левена (В.Мощалков, Й.Ванакен, Л.Векхейзен), Университета г.Эксетер (А.Савченко, С.Сафонов) и 1-го Физического института Университета г.Штутгарта (М.Дрессель, С.Кайзер).

    По результатам работы под научным руководством автора подготовлены и защищены 2 кандидатских и 3 магистерских диссертации, а также 1 дипломная работа и 5 выпускных квалификационных работ бакалавриата.

    Публикации. Основные результаты диссертации представлены в 102 печатных работах, включая 36 статей, опубликованных в рецензируемых российских и зарубежных научных журналах из списка ВАК.

    Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения с основными выводами работы и выносимыми на защиту положениями, благодарностей и списка цитированной литературы. Материал диссертации изложен на 374 страницах и содержит 136 рисунков, 5 таблиц и 283 наименования цитируемых источников.

    Похожие диссертации на Зарядовый транспорт и магнетизм в сильно коррелированных полупроводниках и полуметаллах с переходом металл-диэлектрик

    

    Переходы металл - диэлектрик и эффекты электрон-электронного взаимодействия в двумерных электронных системахШашкин Александр Александрович

    Магнитные нанокомпозиты и полупроводниковые структуры вблизи перехода металл – диэлектрикАронзон, Борис Аронович

    

    Теория перехода металл-диэлектрик в магнитоупорядоченных веществах Овчинников Сергей Геннадьевич

    

    Фазовый переход "диэлектрик-металл" в щелочно-галоидных кристаллах в условиях высоких давленийМамчуев, Мухтар Османович

    Переход диэлектрик-металл и упорядочение кислорода в YBa2 Cu3O6+XПарфенов, Олег Евгеньевич

    

    Свойства компенсированных полупроводников вблизи индуцированного магнитным полем перехода металл-диэлектрикЧумаков Николай Константинович

    

    Электронные и электрофизические свойства границ раздела металл/диэлектрик : металл=Au, Ni, Al, Fe, Gd, диэлектрик=HfO2, LaAlO3, Al2O3Матвеев, Юрий Александрович

    

    Транспортные свойства некоторых наногетерогенных систем металл-диэлектрик и металл-полупроводникКудрин, Алексей Михайлович

    

    Электроперенос и магнитные свойства аморфных наногранулированных композитов металл-диэлектрик Стогней Олег Владимирович

    

    Моделирование роста диэлектрической пленки ZrO2 (HfO2) и изучение электрических свойств границы раздела диэлектрик-металлИскандарова Инна Марсовна