Резистивные и магниторезистивные свойства прессованных порошков CrO₂ с различными типами межгранульных диэлектрических прослоек

• Published in: Физика низких температур
• Date: 2012
• Main Authors: Далакова, Н.В., Белевцев, Б.И., Беляев, Е.Ю., Блудов, А.Н., Пащенко, В.Н., Осмоловский, М.Г., Осмоловская, О.М.
• Format: Article
• Language: Russian
• Published: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2012
• Subjects: Электpонные свойства металлов и сплавов
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/117970
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Резистивные и магниторезистивные свойства прессованных порошков CrO₂ с различными типами межгранульных диэлектрических прослоек / Н.В. Далакова, Б.И. Белевцев, Е.Ю. Беляев, А.Н. Блудов, В.Н. Пащенко, М.Г. Осмоловский, О.М. Осмоловская // Физика низких температур. — 2012. — Т. 38, № 12. — С. 1422–1432. — Бібліогр.: 24 назв. — рос.

Исследованы резистивные, магниторезистивные и магнитные свойства четырех видов прессованных
 порошков CrO₂, синтезированных гидротермальным методом из хромового ангидрида. Предложенный
 новый метод синтеза позволяет регулировать толщины диэлектрических оболочек. Порошки состояли из
 округленных частиц (со средним диаметром ≈ 120 нм) или игловидных кристаллов (диаметром ≈ 22,9 нм
 и длиной 302 нм). Все частицы имели поверхностную диэлектрическую оболочку различной толщины и
 вида (например, оксигидроксид β-CrOOH или оксид хрома Cr₂O₃). Изучено влияние свойств и толщины
 межгранульных диэлектрических прослоек, а также формы частиц CrO₂ на величину туннельного сопротивления и магнитосопротивления (МС) прессованных порошков. Для всех исследованных образцов при
 низких температурах обнаружены неметаллический температурный ход сопротивления и гигантское отрицательное МС. Максимальные величины МС при T ≈ 5 К составляли приблизительно 37% в относительно малых полях (0,5 Тл). С повышением температуры МС быстро уменьшалось (до ≈ 1% в поле 1 Тл
 при T ≈ 200 К). При низких температурах в порошках с игольчатыми частицами обнаружен новый вид
 гистерезиса МС и немонотонная зависимость МС при повышении магнитного поля. Обнаружены немонотонная температурная зависимость ( ) H T p , где H p — поле, при котором сопротивление в магнитном
 поле максимально, несоответствие по величине полей H p и коэрцитивной силы Hc , а также анизотропия МС в зависимости от взаимной ориентации транспортного тока и магнитного поля. Досліджено резистивні, магніторезистивні та магнітні властивості чотирьох видів пресованих порошків CrO₂, які синтезовано гідротермальним методом з хромового ангідриду. Новий метод синтезу, який
 запропоновано, дозволяє регулювати товщину діелектричних оболонок. Порошки складалися із закруглених частинок (з середнім діаметром ≈ 120 нм) або голковидних кристалів (діаметром ≈ 22,9 нм і завдовжки 302 нм). Усі частинки мали поверхневу діелектричну оболонку різної товщини та виду (наприклад, оксигидроксид β-CrOOH або оксид хрому Cr₂O₃). Вивчено вплив властивостей та товщини
 міжгранульних діелектричних прошарків, а також форми частинок CrO₂ на величину тунельного опору
 та магнітоопору (МО) пресованих порошків. Для усіх досліджених зразків при низьких температурах виявлено неметалічний температурний хід опору та велетенський негативний МО. Максимальні величини
 МО при T ≈ 5 К складали приблизно 37% у відносно малих полях (0,5 Тл). З підвищенням температури
 МО швидко зменшувався (до ≈ 1% у полі 1 Тл при T ≈ 200 К). При низьких температурах в порошках з
 голчастими частинками виявлено новий вид гістерезису МО та немонотонну залежність МО при підвищенні магнітного поля. Виявлено немонотонну температурну залежність () H T p , де H p — поле, при
 якому опір в магнітному полі є максимальним, невідповідність за величиною полів H p та коерцитивної
 сили Hc , а також анізотропію МО залежно від взаємної орієнтації транспортного струму і магнітного
 поля. Resistive, magnetoresistive and magnetic properties
 of four kinds of pressed powders of CrO₂, synthesized from chromic anhydride by the hydrothermal
 method were investigated. The new synthesis method
 allows the thickness of dielectric shells to be controlled.
 The powders consisted of particles (≈ 120 nm
 in dia.) or acicular crystals (≈ 22.9 nm in dia. and
 302 nm in length). All the particles were covered with
 a surface dielectric shell of different thickness and
 types (e.g. β-CrOOH oxyhydroxide or chromium oxide
 Cr₂O₃). The influence of properties and thickness
 of intergranular dielectric layers as well as shapes of
 CrO₂ particles on tunnel resistance and magnetoresistance
 (MR) of the pressed powders was studied. It was
 found that at low temperatures all the samples studied
 displayed a nonmetallic temperature dependence of resistance
 and a giant negative MR. Maximum values of
 MR at T ≈ 5 K were ≈ 37% in rather low fields (0.5 T).
 As temperature was increased, MR decreased rapidly
 (down to ≈ 1% in field 1 T at T ≈ 200 K). At low temperatures
 the powders with acicular particles exhibited
 a new type of MR hysteresis and nonmonotonic dependence
 of MR with increasing magnetic field (a
 maximum). A nonmonotonic temperature dependence
 Hp(T), where Hp being a field in which the resistance
 is maximal, discrepancies in the values of Hp and coercive
 force Hc, and anisotropy of MR as a function of
 mutual orientation of transport current and magnetic
 field were observed.