Физика

Ученые объяснили феномен линейного магнетосопротивления простой моделью

Freepht/Pixabay

Физики из Неймегенской лаборатории высокопольных магнитов и Швейцарской высшей технической школы Цюриха показали, что простой физической модели вполне достаточно для объяснения линейного магнетосопротивления. Исследование принято к публикации в журнале Physical Review Letters.

Изучение зависимости электрического сопротивления от внешнего магнитного поля (магнетосопротивления) зачастую является первым шагом на пути к обнаружению интересных электронных свойствах исследуемого вещества. В таких веществах, как графен, топологические изоляторы, вейлевские и дираковские полуметаллы, зависимость между энергией и импульсом носителей заряда — так называемое дисперсионное соотношение — является линейной. В такой ситуации электроны ведут себя как эффективно безмассовые частицы. Именно благодаря этому свойству таким материалам ищут применение в информационных и оптоэлектронных технологиях. Во многих случаях в таких веществах также наблюдается линейная зависимость сопротивления от приложенного магнитного поля — эффект линейного магнетосопротивления.

В обсуждаемой работе ученые измерили сопротивление квантовой ямы из особо чистого арсенида галлия, для которой не свойственно линейное дисперсионное соотношение. Однако был обнаружен сильный, ярко выраженный эффект линейного магнетосопротивления. В данном случае этот феномен, по-видимому, связан с небольшими неоднородностями плотности внутри твердого тела, от которых нельзя избавиться, пользуясь современными методами выращивания веществ. Следовательно, на измеряемое магнетосопротивление влияло линейное холловское сопротивление, вызываемое силой Лоренца, действующей на движущиеся электроны.