Микроконтактные исследования размерного эффекта Кондо в магнитном поле на сплавах CuMn, CuCr и AuFe
Исследовано расщепление в магнитном поле кондо-пика на зависимости дифференциального сопротивления от напряжения на микроконтактах различного диаметра из сплавов CuMn, CuCr и AuFe. Получены эмпирические формулы, позволяющие учесть изменение энергетического положения максимумов расщепленного кондо-пи...
Збережено в:
| Дата: | 2002 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2002
|
| Назва видання: | Физика низких температур |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130156 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Микроконтактные исследования размерного эффекта Кондо в магнитном поле на сплавах CuMn, CuCr и AuFe / В.В. Фисун, И.К. Янсон, J.M. van Ruitenbeek J. A. Mydosh // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 2. — С. 176-182. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-130156 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1301562025-02-09T17:47:40Z Микроконтактные исследования размерного эффекта Кондо в магнитном поле на сплавах CuMn, CuCr и AuFe Point-contact studies of the Kondo size effect in the alloys CuMn, CuCr, and AuFe in a magnetic field Фисун, В.В. Янсон, И.К. van Ruitenbeek, J.M. Mydosh, J.A. Низкотемпеpатуpный магнетизм Исследовано расщепление в магнитном поле кондо-пика на зависимости дифференциального сопротивления от напряжения на микроконтактах различного диаметра из сплавов CuMn, CuCr и AuFe. Получены эмпирические формулы, позволяющие учесть изменение энергетического положения максимумов расщепленного кондо-пика от температуры эксперимента и кондо-темпеpатуpы, а также при уменьшении диаметра контактов, как во внешнем, так и внутреннем (состояние спинового стекла) магнитных полях. The splitting of the Kondo peak on the differential resistance–voltage characteristic in a magnetic field is investigated in CuMn, CuCr, and AuFe point contacts of different diameter. Empirical formulas are obtained which can take into account the variation of the energy position of the maxima of the split Kondo peak, both in external and internal (the spin-glass state) magnetic fields, as a function of the temperature of the experiment and the Kondo temperature and also as the diameter of the contacts is decreased. 2002 Article Микроконтактные исследования размерного эффекта Кондо в магнитном поле на сплавах CuMn, CuCr и AuFe / В.В. Фисун, И.К. Янсон, J.M. van Ruitenbeek J. A. Mydosh // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 2. — С. 176-182. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 72.15.Qm, 75.20.Hr https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130156 ru Физика низких температур application/pdf Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Низкотемпеpатуpный магнетизм Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| spellingShingle |
Низкотемпеpатуpный магнетизм Низкотемпеpатуpный магнетизм Фисун, В.В. Янсон, И.К. van Ruitenbeek, J.M. Mydosh, J.A. Микроконтактные исследования размерного эффекта Кондо в магнитном поле на сплавах CuMn, CuCr и AuFe Физика низких температур |
| description |
Исследовано расщепление в магнитном поле кондо-пика на зависимости дифференциального сопротивления от напряжения на микроконтактах различного диаметра из сплавов CuMn, CuCr и AuFe. Получены эмпирические формулы, позволяющие учесть изменение энергетического положения максимумов расщепленного кондо-пика от температуры эксперимента и кондо-темпеpатуpы, а также при уменьшении диаметра контактов, как во внешнем, так и внутреннем (состояние спинового стекла) магнитных полях. |
| format |
Article |
| author |
Фисун, В.В. Янсон, И.К. van Ruitenbeek, J.M. Mydosh, J.A. |
| author_facet |
Фисун, В.В. Янсон, И.К. van Ruitenbeek, J.M. Mydosh, J.A. |
| author_sort |
Фисун, В.В. |
| title |
Микроконтактные исследования размерного эффекта Кондо в магнитном поле на сплавах CuMn, CuCr и AuFe |
| title_short |
Микроконтактные исследования размерного эффекта Кондо в магнитном поле на сплавах CuMn, CuCr и AuFe |
| title_full |
Микроконтактные исследования размерного эффекта Кондо в магнитном поле на сплавах CuMn, CuCr и AuFe |
| title_fullStr |
Микроконтактные исследования размерного эффекта Кондо в магнитном поле на сплавах CuMn, CuCr и AuFe |
| title_full_unstemmed |
Микроконтактные исследования размерного эффекта Кондо в магнитном поле на сплавах CuMn, CuCr и AuFe |
| title_sort |
микроконтактные исследования размерного эффекта кондо в магнитном поле на сплавах cumn, cucr и aufe |
| publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| publishDate |
2002 |
| topic_facet |
Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130156 |
| citation_txt |
Микроконтактные исследования размерного эффекта Кондо в магнитном поле на сплавах CuMn, CuCr и AuFe / В.В. Фисун, И.К. Янсон, J.M. van Ruitenbeek J. A. Mydosh // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 2. — С. 176-182. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
| series |
Физика низких температур |
| work_keys_str_mv |
AT fisunvv mikrokontaktnyeissledovaniârazmernogoéffektakondovmagnitnompolenasplavahcumncucriaufe AT ânsonik mikrokontaktnyeissledovaniârazmernogoéffektakondovmagnitnompolenasplavahcumncucriaufe AT vanruitenbeekjm mikrokontaktnyeissledovaniârazmernogoéffektakondovmagnitnompolenasplavahcumncucriaufe AT mydoshja mikrokontaktnyeissledovaniârazmernogoéffektakondovmagnitnompolenasplavahcumncucriaufe AT fisunvv pointcontactstudiesofthekondosizeeffectinthealloyscumncucrandaufeinamagneticfield AT ânsonik pointcontactstudiesofthekondosizeeffectinthealloyscumncucrandaufeinamagneticfield AT vanruitenbeekjm pointcontactstudiesofthekondosizeeffectinthealloyscumncucrandaufeinamagneticfield AT mydoshja pointcontactstudiesofthekondosizeeffectinthealloyscumncucrandaufeinamagneticfield |
| first_indexed |
2025-11-29T00:13:42Z |
| last_indexed |
2025-11-29T00:13:42Z |
| _version_ |
1850081526359785472 |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 2, c. 176–182Ôèñóí Â. Â., ßíñîí È. Ê., van Ruitenbeek J. M., Mydosh J. AÌèêðîêîíòàêòíûå èññëåäîâàíèÿ ðàçìåðíîãî ýôôåêòà Êîíäî â ìàãíèòíîì ïîëå íà ñïëàâàõ CuMn, CuCr è AuFeFisun V. V., Yanson I. K., van Ruitenbeek J. M., and Mudosh J. A.Point-contact investigation of size effect in Kondo alloys CuMn, CuCr and AuFe in magnetic field
Ìèêðîêîíòàêòíûå èññëåäîâàíèÿ ðàçìåðíîãî
ýôôåêòà Êîíäî â ìàãíèòíîì ïîëå íà ñïëàâàõ
CuMn, CuCr è AuFe
Â. Â. Ôèñóí, È. Ê. ßíñîí
Ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò íèçêèõ òåìïåðàòóð èì Á. È. Âåðêèíà ÍÀÍ Óêðàèíû,
ïð. Ëåíèíà, 47, ã. Õàðüêîâ, 61103, Óêðàèíà
E-mail: fisun@ilt.kharkov.ua
J. M. van Ruitenbeek and J. A. Mydosh
Kamerlingh Onnes Laboratorium Leiden University,
PO Box 9504, NL–2300, RA Leiden, the Netherlands
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â påäàêöèþ 1 îêòÿáðÿ 2001 ã.
Èññëåäîâàíî ðàñùåïëåíèå â ìàãíèòíîì ïîëå êîíäî-ïèêà íà çàâèñèìîñòè äèôôåðåíöè-
àëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ îò íàïðÿæåíèÿ íà ìèêðîêîíòàêòàõ ðàçëè÷íîãî äèàìåòðà èç ñïëà-
âîâ CuMn, CuCr è AuFe. Ïîëó÷åíû ýìïèðè÷åñêèå ôîðìóëû, ïîçâîëÿþùèå ó÷åñòü èçìåíå-
íèå ýíåðãåòè÷åñêîãî ïîëîæåíèÿ ìàêñèìóìîâ ðàñùåïëåííîãî êîíäî-ïèêà îò òåìïåðàòóðû
ýêñïåðèìåíòà è êîíäî-òåìïåpàòópû, à òàêæå ïðè óìåíüøåíèè äèàìåòðà êîíòàêòîâ, êàê âî
âíåøíåì, òàê è âíóòðåííåì (ñîñòîÿíèå ñïèíîâîãî ñòåêëà) ìàãíèòíûõ ïîëÿõ.
Äîñëiäæåíî ðîçùåïëåííÿ ó ìàãíiòíîìó ïîëi êîíäî-ïiêà íà çàëåæíîñò³ äèôåðåíöiàëüíî-
ãî îïîðó âiä íàïðóãè íà ìiêðîêîíòàêòàõ ðiçíîãî äiàìåòðà iç ñïëàâiâ CuMn, CuCr òà AuFe.
Îòðèìàíî åìïiðè÷íi ôîðìóëè, ÿêi äîçâîëÿþòü âðàõóâàòè çìiíó åíåðãåòè÷íîãî ïîëîæåííÿ
ìàêñèìóìiâ ðîçùåïëåíîãî êîíäî-ïiêà âiä òåìïåpàòópè åêñïåðèìåíòó òà êîíäî-òåìïåpà-
òópè, à òàêîæ ïðè çìåíøåííi äiàìåòðà êîíòàêò³â, ÿê â çîâíiøíüîìó, òàê i âíóòðiøíüîìó
(ñòàí ñïiíîâîãî ñêëà) ìàãíiòíèõ ïîëÿõ.
PACS: 72.15.Qm, 75.20.Hr
Ìèêðîêîíòàêòíûå èññëåäîâàíèÿ ðàçìåðíîãî ýôôåêòà Êîíäî â ìàãíèòíîì ïîëå
 íàñòîÿùåå âðåìÿ ñ ïîìîùüþ ìåòîäà ìèêðî-
êîíòàêòíîé ñïåêòðîñêîïèè (ÌÊÑ) èññëåäîâàíû
õàðàêòåðèñòèêè ðàçëè÷íûõ ðàçáàâëåííûõ ñïëà-
âîâ, â êîòîðûõ íàáëþäàåòñÿ ýôôåêò Êîíäî [1–5].
 èíòåðâàëå ñìåùåíèé ïîðÿäêà ± 10 ì íà çàâè-
ñèìîñòÿõ äèôôåðåíöèàëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ îò
íàïðÿæåíèÿ (dV/dI(V)) íà ìèêðîêîíòàêòàõ íà-
áëþäàåòñÿ êîíäî-ïèê ïðè V = 0 (ðèñ. 1). Ïðè
ñìåùåíèÿõ âûøå 10 ì ïðîèñõîäèò ðåçêîå óâåëè-
÷åíèå äèôôåðåíöèàëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ, ñâÿ-
çàííîå ñ ðàññåÿíèåì ýëåêòðîíîâ ïðîâîäèìîñòè íà
ôîíîíàõ ìàòðè÷íîãî ìåòàëëà Cu èëè Au. Çà-
âèñèìîñòü äèôôåðåíöèàëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ îò
íàïðÿæåíèÿ ïðè ìàëûõ ñìåùåíèÿõ èìååò âèä
dV/dI(V) ∝ − lg V. Îíà ïîäîáíà çàâèñèìîñòè
óäåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ îò òåìïåðàòóðû äëÿ
ìàññèâíîãî êîíäî-ñïëàâà ρ(T) ∝ − lg T (ðèñ. 1).
Ðàçëè÷èå ñîñòîèò â òîì, ÷òî â ìåòîäå ÌÊÑ âçà-
èìîäåéñòâèå ýëåêòðîíîâ ïðîâîäèìîñòè ñ ïàðà-
ìàãíèòíûìè ïðèìåñÿìè è ôîíîíàìè èçó÷àåòñÿ
êàê ôóíêöèÿ íàïðÿæåíèÿ V íà ìèêðîêîíòàêòå
ïðè íèçêîé òåìïåðàòóðå kBT < eV (kB — ïîñòî-
ÿííàÿ Áîëüöìàíà). Ìàêñèìàëüíàÿ ýíåðãèÿ ïðè
íåóïðóãîì ðàññåÿíèè ýëåêòðîíîâ ïðîâîäèìîñòè
ðàâíà eV ñ òî÷íîñòüþ íåñêîëüêî kBT. Îáû÷íî
èññëåäóþòñÿ ìèêðîêîíòàêòû ñ áàëëèñòè÷åñêèì ïðî-
ëåòîì ýëåêòðîíîâ.
Ñïëàâû ñ íèçêîé òåìïåðàòóðîé Êîíäî, òàêèå
êàê CuMn, AuMn, AuFe, ïðè óâåëè÷åíèè êîí-
öåíòðàöèè ïðèìåñè â ðåçóëüòàòå âçàèìîäåéñòâèÿ
Ðóäåðìàíà–Êèòòåëÿ–Êàñóè–Èîñèäû (ÐÊÊÈ) ïå-
ðåõîäÿò â ñîñòîÿíèå ñïèíîâîãî ñòåêëà, êîòîðîå
© Â. Â. Ôèñóí, È. Ê. ßíñîí, J. M. van Ruitenbeek, J. A Mydosh, 2002
õàðàêòåðèçóåòñÿ âíóòðåííèì ìàãíèòíûì ïîëåì.
Íà çàâèñèìîñòÿõ ρ(T) òàêèõ ñïëàâîâ íàáëþäàåòñÿ
ìàêñèìóì ïðè õàðàêòåðíîì çíà÷åíèè òåìïåðàòó-
ðû Tmax (ðèñ. 1,à).  ñëó÷àå ÌÊÑ íà dV/dI(V)-
õàðàêòåðèñòèêàõ íàáëþäàåòñÿ ìàêñèìóì ïðè íå-
êîòîðîì êîíå÷íîì ñìåùåíèè Vmax , ïðè ýòîì
ñïåêòð êîíäî-ïèêà ðàñùåïëÿåòñÿ (ðèñ. 1,á, êðè-
âàÿ 2) ñ ýíåðãåòè÷åñêèì çíà÷åíèåì Vp−p ýòèõ ìàê-
ñèìóìîâ.
Âî âíåøíåì ìàãíèòíîì ïîëå H â ïàðàìàãíèò-
íîì ñîñòîÿíèè òàêæå íàáëþäàåòñÿ ìàêñèìóì íà
çàâèñèìîñòÿõ ρ(T). Ïîÿâëåíèå ýòîãî ìàêñèìóìà
îáóñëîâëåíî ýíåðãèåé Çååìàíà EZ = gµBH (g —
ôàêòîð Ëàíäå, µB — ìàãíåòîí Áîðà), êîòîðàÿ
ïðåïÿòñòâóåò ïåðåâîðîòó ñïèíà ìàãíèòíîé ïðèìå-
ñè ïðè âçàèìîäåéñòâèè ñ ýëåêòðîíîì ïðîâîäèìîñ-
òè. Ñïèíû, çàôèêñèðîâàííûå âíåøíèì ìàãíèò-
íûì ïîëåì, íå ó÷àñòâóþò â êîíäî-ðàññåÿíèè, ÷òî
è ïðèâîäèò ê óìåíüøåíèþ ñîïðîòèâëåíèÿ ïðè
T → 0. Äëÿ óêàçàííûõ âûøå ñïëàâîâ íà dV/dI(V)-
õàðàêòåðèñòèêàõ òàêæå ïðîèñõîäèò ðàñùåïëåíèå
êîíäî-ïèêà (ðèñ. 1,á, êðèâàÿ 2) âî âíåøíåì ìàã-
íèòíîì ïîëå. Õîòÿ ïðèðîäà ýòîãî ðàñùåïëåíèÿ âî
âíåøíåì è âíóòðåííåì ìàãíèòíîì ïîëÿõ ðàçëè÷-
íà, íî êà÷åñòâåííî èõ ìèêðîêîíòàêíûå ñïåêòðû
dV/dI(V) ïîäîáíû. Ïîýòîìó íà ðèñ. 1,á îíè ïðåä-
ñòàâëåíû îäíîé êðèâîé 2.
Íàáëþäåíèå ðàñùåïëåíèÿ êîíäî-ïèêà â ìèêðî-
êîíòàêòíûõ ñïåêòðàõ êàê âî âíåøíåì, òàê è âî
âíóòðåííåì ìàãíèòíûõ ïîëÿõ âîçìîæíî òîëüêî
ïðè òåìïåðàòóðå íèæå òåìïåðàòóðû ìàêñèìóìà
Tmax íà çàâèñèìîñòÿõ ρ(T). Î÷åâèäíî, ÷òî îäíî-
âðåìåííîå ïðèñóòñòâèå â ÌÊ ýêñïåðèìåíòå êàê
âíóòðåííåãî, òàê è âíåøíåãî ïîëåé òàêæå ïðèâî-
äèò ê ðàñùåïëåíèþ êîíäî-ïèêà. Èçìåíåíèå âåëè-
÷èíû òåìïåðàòóðíîãî èíòåðâàëà ìåæäó Tmax è T
ÌÊ ýêñïåðèìåíòà äîëæíî ïðèâîäèòü ê èçìåíå-
íèþ çíà÷åíèÿ Vp−p (ðèñ. 1). ×åì ìåíüøå âåëè÷è-
íà ýòîãî òåìïåðàòóðíîãî èíòåðâàëà, òåì ìåíüøå
äîëæíî áûòü è çíà÷åíèå Vp−p, òàê êàê äëÿ ÌÊ
ñïåêòðîñêîïèè êà÷åñòâåííî V ∝ T. Íà ñàìîì æå
äåëå â ÌÊ ýêñïåðèìåíòàõ âî âíåøíåì ìàãíèòíîì
ïîëå äëÿ ñïëàâîâ ñ íåýêðàíèðîâàííûìè ñïèíàìè,
à èìåííî òàêèå ñïëàâû áûëè èññëåäîâàíû [1–5],
â îïðåäåëåííûõ òåìïåðàòóðíûõ ïðåäåëàõ (ïðè
kBT < gµBH) ïðîèñõîäèò îáðàòíûé ïðîöåññ, ñâÿ-
çàííûé ñ ðàçìûòèåì ôåðìè-ðàñïðåäåëåíèÿ ýëåê-
òðîíîâ ïðîâîäèìîñòè ïî ýíåðãèÿì, à òàêæå ñ òåì,
÷òî ýêñïåpèìåíò ïðîâîäèëè ïðè T << Tmax .
 ðàáîòå [3] ìåòîäîì ÌÊ ñïåêòðîñêîïèè èçó-
÷åíî ïîâåäåíèå íåñêîëüêèõ êîíäî-ñïëàâîâ â çàâè-
ñèìîñòè îò âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ êàê â ñîñòî-
ÿíèè ñïèíîâîãî ñòåêëà, òàê è â ïàðàìàãíèòíîì
ñîñòîÿíèè. Èç ýíåðãåòè÷åñêîãî ïîëîæåíèÿ ìàêñè-
ìóìîâ ðàñùåïëåííîãî êîíäî-ïèêà îïðåäåëÿëè g-
ôàêòîð, êîòîðûé âñåãäà ïðåâûøàë çíà÷åíèå 2. Ñ
äðóãîé ñòîðîíû, â ðàáîòå [6] ïðèâåäåíà òåîðèÿ
äëÿ ðàñ÷åòà çàâèñèìîñòåé dV/dI(V) äëÿ ìèêðî-
êîíòàêòîâ ñ ìàãíèòíûìè ïðèìåñÿìè âî âíåøíåì
ìàãíèòíîì ïîëå. Ñðàâíåíèå òåîðåòè÷åñêèõ çàâè-
ñèìîñòåé dV/dI(V) ñ ýêñïåðèìåíòàëüíûìè, ïðî-
âåäåííîå äëÿ ñïëàâà AuFe (0,1 àò.%Få) â ïîëå
3 Òë ïðè òåìïåðàòóðå 1,5 Ê [6], ïîêàçûâàåò, ÷òî
ðàññòîÿíèå ìåæäó ìàêñèìóìàìè ðàñùåïëåííîãî
êîíäî-ïèêà Vp−p íà òåîðåòè÷åñêèõ çàâèñèìîñòÿõ
ìåíüøå, ÷åì íà ýêñïåðèìåíòàëüíûõ, íî âñå æå
áîëüøå, ÷åì çíà÷åíèå 2gµBH ïðè g = 2, ÷òî ñâèäå-
òåëüñòâóåò î òîì, ÷òî òåîðèÿ íå â ïîëíîé ìåðå
îïèñûâàåò ðàñùåïëåíèå.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ îòñóòñòâóåò òåîðèÿ, â êîòî-
ðîé áûëà áû ïðåäñêàçàíà ñâÿçü çíà÷åíèé Vp−p ñ
âíóòðåííèì è âíåøíèì ìàãíèòíûìè ïîëÿìè ïðè
ðàçëè÷íûõ òåìïåðàòóðàõ ýêñïåðèìåíòà è êîíäî-
òåìïåpàòópû. Ïðåäñòàâëåíû ýìïèðè÷åñêèå çàâè-
ñèìîñòè, â êîòîðûõ çíà÷åíèå Vp−p îïðåäåëÿåòñÿ
ïåðå÷èñëåííûìè ôèçè÷åñêèìè âåëè÷èíàìè, à òàê-
æå ÌÊ õàðàêòåðèñòèêàìè êîíäî-ñïëàâîâ CuMn,
CuCr è AuFe ðàçëè÷íûõ äèàìåòðîâ*. Ê ýòèì ôîð-
ìóëàì ìû ïðèøëè íà îñíîâàíèè íàøèõ ýêñïåðè-
ìåíòîâ è ýêñïåðèìåíòîâ äðóãèõ àâòîðîâ [2–6],
óñòàíîâèâ, ÷òî ïîëîæåíèå ìàêñèìóìîâ ðàñùåïëåí-
Ðèñ. 1. Ñõåìàòè÷åñêàÿ äèàãðàììà òåìïåpàòópíîé çàâèñè-
ìîñòè óäåëüíîãî ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ (à) è çàâèñèìîñ-
òè äèôôåðåíöèàëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ îò ïðèëîæåííîãî
íàïðÿæåíèÿ íà ìèêðîêîíòàêòå (á) êîíäî-ñïëàâà: 1 —
áåç ìàãíèòíîãî ïîëÿ, 2 — âî âíåøíåì èëè âíóòðåííåì
ìàãíèòíûõ ïîëÿõ.
* Äèàìåòðû ìèêðîêîíòàêòîâ (d, íì) îïðåäåëÿëè ïî ôîðìóëå Øàðâèíà: d ≈ 30/√R0 (äëÿ Ñu) è u = d ≈ 28/√R0 (äëÿ
Au). R0 — èçìåðÿåòñÿ ïðè V = 0.
Ìèêðîêîíòàêòíûå èññëåäîâàíèÿ ðàçìåðíîãî ýôôåêòà Êîíäî â ìàãíèòíîì ïîëå
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 2 177
íîãî êîíäî-ïèêà íà ÌÊ çàâèñèìîñòè dV/dI(V)
îïðåäåëÿåòñÿ íå òîëüêî ýíåðãèåé Çååìàíà, êàê
ñ÷èòàëîñü ðàíåå, íî è òåìïåpàòópîé ýêñïåðèìåíòà
è êîíäî-òåìïåpàòópîé. Âàæíóþ ðîëü èãðàåò òàê-
æå òî, íàõîäèòñÿ ëè èññëåäóåìûé ñïëàâ â ñîñòîÿ-
íèè ñïèíîâîãî ñòåêëà. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ðàññòîÿ-
íèå ìåæäó ìàêñèìóìàìè ðàñùåïëåííîãî êîíäî-ïèêà
âî âíåøíåì ìàãíèòíîì ïîëå â ñîñòîÿíèè ñïèíîâî-
ãî ñòåêëà íà çàâèñèìîñòè dV/dI(V) îïèñûâàåò-
ñÿ ïðîñòîé ýìïèðè÷åñêîé ôîðìóëîé äëÿ ñïëàâîâ
ñ íåýêðàíèðîâàííûìè ìàãíèòíûìè ïðèìåñÿìè
(T >> TK; kBT << gµBH):
Vp−p = 2[gµBH + 3,63kB(T + TK)] + Vp−p
sg , (1)
çäåñü g = 2. Êîýôôèöèåíò 3,63kB ñîîòâåòñòâóåò
àíàëîãè÷íîìó êîýôôèöèåíòó äëÿ ìèêðîêîíòàêòîâ
â òåïëîâîì ïðåäåëå eV = 3,63kBT0 , T0 — òåìïå-
ðàòóðà â öåíòðå êîíòàêòà ïðè íàïðÿæåíèè V è
òåìïåðàòóðå âàííû, ðàâíîé íóëþ [7]; Vp−p
sg —
ðàññòîÿíèå ìåæäó ìàêñèìóìàìè íà ÌÊ õàðàêòå-
ðèñòèêàõ êîíäî-ñïëàâà â ñîñòîÿíèè ñïèíîâîãî
ñòåêëà â íóëåâîì ìàãíèòíîì ïîëå ïðè äàííîé
òåìïåðàòóðå.  ñëó÷àå ìàëûõ êîíöåíòðàöèé ìàã-
íèòíîé ïðèìåñè, êîãäà ñïèíîâîå ñòåêëî íå íàáëþ-
äàåòñÿ, Vp−p
sg = 0. Ìîæíî ïîëîæèòü TK = 0 äëÿ
ñïëàâîâ ñ ïðåíåáðåæèìî ìàëîé òåìïåðàòóðîé
Êîíäî â ìàññèâíîì ñîñòîÿíèè, åñëè äèàìåòð êîí-
òàêòà äîñòàòî÷íî âåëèê, êàê, íàïðèìåð, äëÿ
CuMn ïðè d ≤ 300 íì è òåìïåðàòóðå Êîíäî
TK
bulk = 0,01 Ê. Ôîðìóëà ïðèìåíèìà òîëüêî â ñëó-
÷àå ðàñùåïëåíèÿ êîíäî-ïèêà âíåøíèì ïîëåì èëè
âíóòðåííèì è âíåøíèì îäíîâðåìåííî. Åñëè ïèê
ðàñùåïëåí òîëüêî âíóòðåííèì ïîëåì (ïðè H = 0),
òîãäà Vp−p = Vp−p
sg .
Èç ôîðìóëû (1) ñëåäóåò, ÷òî òîëüêî äëÿ ñïëà-
âà ñ íèçêîé TK ïðè T = 0 â ïàðàìàãíèòíîì ñîñòî-
ÿíèè (Vp−p
sg = 0) Vp−p ≡ 2gµBH. Ôîðìóëà (1) ïðî-
âåðåíà íàìè äëÿ ñïëàâîâ CuMn, AuMn è AuFe.
Èññëåäîâàííûå ñïëàâû áûëè èçãîòîâëåíû â
ëàáîðàòîðèè Êàìåðëèíãà Îííåñà Ëåéäåíñêîãî
óíèâåðñèòåòà. Òàì æå ïðîâåäåíû èññëåäîâàíèÿ
ÌÊ ñïåêòðîâ ñ èñïîëüçîâàíèåì òåõíîëîãèè «ðàç-
ëîìíûõ» êîíòàêòîâ [11]. Íèçêèå òåìïåðàòóðû äî-
ñòèãàëèñü ïðè ïîìîùè îòêà÷êè ïàðîâ 3He. Èçìå-
ðåíèÿ ÌÊ ñïåêòðîâ ïðîâîäèëè ïî ñòàíäàðòíîé
ìåòîäèêå ñ èñïîëüçîâàíèåì ìîñòîâîé ñõåìû äëÿ
áîëüøåãî ðàçðåøåíèÿ. Îñîáîå âíèìàíèå óäåëÿëè
ãîìîãåíèçàöèè îáðàçöîâ, à òàêæå çàùèòå ïîëó÷åí-
íûõ ìèêðîêîíòàêòîâ ïîñëå èõ ðàçðûâà îò âîçäåé-
ñòâèÿ ìåõàíè÷åñêèõ è òåïëîâûõ íàãðóçîê. Ó÷èòû-
âàëè òàêæå òî, ÷òî ìíîãîêðàòíîå öèêëèðîâàíèå
ñîïðîòèâëåíèÿ ìèêðîêîíòàêòîâ îò áîëüøèõ äî
ìàëûõ âåëè÷èí ïðèâîäèò îáû÷íî ê íàðóøåíèþ
áàëëèñòè÷åñêîãî ïðîëåòà ýëåêòðîíîâ ÷åðåç òàêîé
ìèêðîêîíòàêò. Ê òîìó æå ýôôåêòó ïðèâîäèò è
óâåëè÷åíèå òåìïåðàòóðû ýêñïåpèìåíòà âûøå 10 Ê.
Ñïðàâåäëèâîñòü ïðåäëàãàåìîé ôîðìóëû ìû
èëëþñòðèðóåì íèæå íà ìèêðîêîíòàêòíûõ ñïåêò-
ðàõ ñïëàâà CuMn â ïàðàìàãíèòíîì ñîñòîÿíèè
(ðèñ. 2), à òàêæå ñïëàâà AuFe, êîòîðûé íàõîäèò-
ñÿ â ñîñòîÿíèè ñïèíîâîãî ñòåêëà ïðè òîé æå òåì-
ïåðàòóðå (ðèñ. 3). Ïðåäñòàâëåííûå ýêñïåðèìåí-
òàëüíûå äàííûå, à òàêæå påçóëüòàòû äðóãèõ
àâòîðîâ [2,3,5], ñ õîðîøåé òî÷íîñòüþ ñîîòâåòñòâó-
þò ôîðìóëå (1), ÷òî óêàçûâàåò íà åå ïðèìåíè-
ìîñòü â èíòåðâàëå òåìïåpàòóp T < Tmax (ðèñ. 1).
Îñîáûé ñëó÷àé ïðåäñòàâëÿåò ñïëàâ CuCr ñ òåì-
ïåðàòóðîé Êîíäî ðàâíîé 2 Ê, êîòîðûé ïðè ãåëèå-
âîé òåìïåðàòóðå ïåðåõîäèò â ñîñòîÿíèå ñïèíîâîãî
ñòåêëà ïðè êîíöåíòðàöèè 0,5 àò.% Cr [8]. Ðàíåå
äëÿ ýòîãî ñïëàâà âî âíåøíåì ìàãíèòíîì ïîëå
íàáëþäàëè ëèøü óìåíüøåíèå ñîïðîòèâëåíèÿ íà
çàâèñèìîñòè ρ(T) [9]. Îòðèöàòåëüíîå ìàãíèòîñî-
ïðîòèâëåíèå íàáëþäàåòñÿ è íà ìèêðîêîíòàêòíûõ
ñïåêòðàõ CuCr (0,1 àò.% Cr) â ïîëÿõ äî 5 Òë [10].
 ýòîì ñïëàâå ìàãíèòíûå ïðèìåñè ýêðàíèðîâàíû
ýëåêòðîíàìè ïðîâîäèìîñòè, òàê êàê T ≤ TK .
Ðàññìîòðèì ïðèâåäåííûå íà ðèñ. 2 dV/dI(V)-
õàðàêòåðèñòèêè ìèêðîêîíòàêòîâ ðàçëè÷íîãî äèà-
ìåòðà äëÿ ñïëàâà CuMn ïðè òåìïåðàòóðå 0,6 Ê âî
âíåøíåì ìàãíèòíîì ïîëå H = 9 Òë. Âåëè÷èíà
Ðèñ. 2. dV/dI(V)-çàâèñèìîñòè ìèêðîêîíòàêòà ñïëàâà
CuMn (0,1 aò.% Mn) ïðè T = 0,6 Ê, íàõîäÿùåãîñÿ â
ïàðàìàãíèòíîì ñîñòîÿíèè. Äèàìåòðû ìèêðîêîíòàêòîâ,
íì: 26,3 (1); 10,5 (2); 8,4 (3); 6,97 (4); 6,4 (5);
4,4 (6).
Â. Â. Ôèñóí, È. Ê. ßíñîí, J. M. van Ruitenbeek, J. A Mydosh
178 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 2
Vp−p ðàñùåïëåííîãî êîíäî-ïèêà â ïîëå 9 Òë ïðè
äèàìåòðå ìèêðîêîíòàêòà 26,3 íì ïðåâûøàåò çíà-
÷åíèå 2gµBH è õîðîøî ñîâïàäàåò ïðè ó÷åòå òåìïå-
ðàòóðû ýêñïåðèìåíòà ñî çíà÷åíèåì, îïðåäåëÿå-
ìûì ôîðìóëîé (1). Äëÿ íàãëÿäíîñòè âåëè÷èíû
2gµBH è 2(gµBH + 3,63kBT) ïðåäñòàâëåíû â âèäå
ïðÿìîóãîëüíèêîâ. Ñëåäîâàòåëüíî, ïðè ó÷åòå òåì-
ïåðàòóðû ýêñïåðèìåíòà ïî ïðåäëàãàåìîé ôîðìóëå
(1) çíà÷åíèå Vp−p ñîîòâåòñòâóåò ìèêðîêîíòàêòó
íàèáîëüøåãî äèàìåòðà. Òåìïåðàòóðîé Êîíäî äëÿ
ýòîãî äèàìåòðà ìû ïðåíåáðåãàëè. Íà ïðåäñòàâëåí-
íûõ ÌÊ õàðàêòåðèñòèêàõ (ðèñ. 2) õîðîøî âèäíî,
÷òî óìåíüøåíèå äèàìåòðà êîíòàêòà ïðèâîäèò ê
óâåëè÷åíèþ çíà÷åíèÿ Vp−p (ïóíêòèðíàÿ ëèíèÿ),
êîòîðîå ñâÿçàíî ñ óâåëè÷åíèåì òåìïåðàòóðû Êîí-
äî. Ðàíåå [4] íàìè áûëî ïîêàçàíî, ÷òî óìåíüøå-
íèå äèàìåòðà ìèêðîêîíòàêòà äëÿ ýòîãî ñïëàâà
ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ TK , ÷òî ñîîòâåòñòâó-
åò ôîðìóëå (1). Íà ðèñóíêå âèäíî, ÷òî ïðè
d = 4,4 íì ïðîèñõîäèò ðàçðóøåíèå ðàñùåïëåíèÿ
êîíäî-ïèêà, òàê êàê ñóììàðíàÿ òåìïåðàòóðà
(T + TK) ñòàíîâèòñÿ áîëüøå Tmax . Òàêèì îáðà-
çîì, òåìïåðàòóðà ýêñïåðèìåíòà è òåìïåpàòópà
Êîíäî ïðèâîäÿò ê óâåëè÷åíèþ ýíåðãåòè÷åñêîãî
ïîëîæåíèÿ ìàêñèìóìîâ ðàñùåïëåííîãî êîíäî-
ïèêà âî âíåøíåì ìàãíèòíîì ïîëå. ×åì âûøå ýòè
òåìïåðàòóðû, òåì áîëüøå ðàñùåïëåíèå Vp−p .
Ñïðàâåäëèâîñòü ïðåäëîæåííîé ôîðìóëû ïðî-
äåìîíñòðèðóåì äëÿ ñïëàâà AuFe, íàõîäÿùåãîñÿ
â ñîñòîÿíèè ñïèíîâîãî ñòåêëà ïðè òåìïåðàòóðå
ýêñïåðèìåíòà 0,6 Ê. Íà ðèñ. 3 ïðåäñòàâëåíû
dV/dI(V)-õàðàêòåðèñòèêè ìèêðîêîíòàêòîâ ðàç-
ëè÷íîãî äèàìåòðà äëÿ ñïëàâà AuFe (0,1 àò.% Fe)
ïðè T = 0,6 Ê è H = 0 (òðè íèæíèõ ñïåêòðà) è
H = 5 Òë (ïÿòü âåðõíèõ ñïåêòðîâ). Ïðè ýòîé òåì-
ïåðàòóðå ìàññèâíûé ñïëàâ AuFe íàõîäèòñÿ â ñî-
ñòîÿíèè ñïèíîâîãî ñòåêëà, òàê êàê íà ñïåêòðàõ
êîíòàêòîâ áîëüøîãî äèàìåòðà êîíäî-ïèê ðàñùåï-
ëåí (êðèâûå 1, 2) çà ñ÷åò âíóòðåííåãî ïîëÿ.
Óìåíüøåíèå äèàìåòðà ìèêðîêîíòàêòà ïðèâîäèò ê
ðàçðóøåíèþ ñïèíîâîãî ñòåêëà, ÷òî âèäíî ïî èñ÷åç-
íîâåíèþ ðàñùåïëåíèÿ êîíäî-ïèêà íà dV/dI(V)-õà-
ðàêòåðèñòèêàõ (ðèñ. 3, êðèâàÿ 3). Íà ðèñóíêå
âèäíî, ÷òî ïîä äåéñòâèåì ðàçìåðíîãî ýôôåêòà
ïðîèñõîäèò ðàçðóøåíèå ñïèíîâîãî ñòåêëà ñ ñîõðà-
íåíèåì ïîëîæåíèÿ Vp−p
sg . Êàçàëîñü áû, ðàçìåð-
íûé ýôôåêò äîëæåí ïðèâîäèòü ê óâåëè÷åíèþ
Vp−p
sg ïðè óìåíüøåíèè äèàìåòðà ìèêðîêîíòàêòà,
êàê ýòî ïðîèñõîäèò ñ ðàñùåïëåíèåì êîíäî-ïèêà
âî âíåøíåì ìàãíèòíîì ïîëå (ðèñ. 2). Àíàëîãè÷-
íîå ïîâåäåíèå Vp−p
sg ïðè óìåíüøåíèè äèàìåòðà
ìèêðîêîíòàêòà íàáëþäàëîñü íàìè è äëÿ ñïëàâà
CuMn â ñîñòîÿíèè ñïèíîâîãî ñòåêëà.
Èç-çà îòñóòñòâèÿ òåîðèè ðàçìåðíîãî ýôôåêòà â
ìèêðîêîíòàêòàõ, íàõîäÿùèõñÿ â ñîñòîÿíèè ñïèíî-
âîãî ñòåêëà, ìû ïðåäïîëàãàåì, ÷òî òàêîå ïîâåäå-
íèå ïîëîæåíèÿ ìàêñèìóìîâ Vp−p
sg ñâÿçàíî ñ òåì,
÷òî îòíîñèòåëüíîå (ïî ñðàâíåíèþ ñ îáúåìîì) êî-
ëè÷åñòâî êîíäî-ïðèìåñåé, íàõîäÿùèõñÿ íà ïî-
âåðõíîñòè êîíòàêòà, âîçðàñòàåò ïðè óìåíüøåíèè
åãî äèàìåòðà. Ñîãëàñíî òåîðåòè÷åñêèì è ýêñïåðè-
ìåíòàëüíûì èññëåäîâàíèÿì [13,14], íà ïîâåðõ-
íîñòè ñïëàâà ñïèí êîíäî-ïðèìåñè íå ðàññåèâàåò
ýëåêòðîíû ïðîâîäèìîñòè. Ñëåäîâàòåëüíî, ïîâåðõ-
íîñòíûå êîíäî-ïðèìåñè íå ïðèíèìàþò ó÷àñòèÿ â
ôîðìèðîâàíèè ñïèíîâîãî ñòåêëà â îáëàñòè êîí-
òàêòà. Ýòîò ýôôåêò ýêâèâàëåíòåí íåêîòîðîìó
óìåíüøåíèþ êîíöåíòðàöèè êîíäî-ïðèìåñåé, êîòî-
ðûå ôîðìèðóþò ñïèíîâîå ñòåêëî â îáëàñòè êîí-
òàêòà, à ýòî, â ñâîþ î÷åðåäü, äîëæíî ïðèâîäèòü ê
ñäâèãó ðàñùåïëåíèÿ ìàêñèìóìîâ Vp−p
sg â îáëàñòü
ìåíüøèõ çíà÷åíèé ñ óìåíüøåíèåì äèàìåòðà. Îä-
íîâðåìåííî ïðè óìåíüøåíèè äèàìåòðà â ðåçóëüòà-
òå ðàçìåðíîãî ýôôåêòà äîëæíî ïðîèñõîäèòü ñìå-
ùåíèå ïîëîæåíèÿ ìàêñèìóìîâ Vp−p
sg â îáëàñòü
áîëüøèõ çíà÷åíèé. Âîçìîæíî, êîíêóðåíöèÿ ýòèõ
äâóõ ýôôåêòîâ ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî çíà÷åíèå
Ðèñ. 3. dV/dI(V)-çàâèñèìîñòè ìèêðîêîíòàêòîâ ðàç-
ëè÷íîãî äèàìåòðà ñïëàâà AuFe (0,1 àò.% Fe) ïðè T =
= 0,6 Ê, íàõîäÿùåãîñÿ â ñîñòîÿíèè ñïèíîâîãî ñòåêëà.
Âíåøíåå ìàãíèòíîå ïîëå H = 0 (1–3) è 5 Òë (4–8).
Äèàìåòðû ìèêðîêîíòàêòîâ: 23,1 (1); 10,2 (2); 6,7 (3);
12,7 (4); 6,5 (5); 5,3 (6); 4,8 (7); 3,8 (8) íì.
Ìèêðîêîíòàêòíûå èññëåäîâàíèÿ ðàçìåðíîãî ýôôåêòà Êîíäî â ìàãíèòíîì ïîëå
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 2 179
Vp−p
sg îñòàåòñÿ ïðèáëèçèòåëüíî ïîñòîÿííûì ñ
óìåíüøåíèåì äèàìåòðà.
Âî âíåøíåì ìàãíèòíîì ïîëå 5 Òë (ðèñ. 3,
êðèâûå 4–8) êîíäî-ïèê ñïëàâà AuFe (0,1 àò.% Fe)
ðàñùåïëÿåòñÿ è çíà÷åíèå Vp−p çíà÷èòåëüíî ïðå-
âûøàåò 2gµBH. Ýòîò ñïëàâ ïðè òåìïåðàòóðå 0,6 Ê
íàõîäèòñÿ â ñîñòîÿíèè ñïèíîâîãî ñòåêëà, ò.å. îä-
íîâðåìåííî ïðèñóòñòâóþò âíóòðåííåå è âíåøíåå
ïîëÿ. Ñëåäîâàòåëüíî, çíà÷åíèå Vp−p , ñîãëàñíî
(1), îïðåäåëÿåòñÿ ýíåðãèåé Çååìàíà, òåìïåðàòóðîé
ýêñïåðèìåíòà è òåìïåpàòópîé Êîíäî, à òàêæå
Vp−p
sg . Äëÿ íàãëÿäíîñòè çíà÷åíèÿ ýòèõ âåëè÷èí
ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 3 â âèäå ïðÿìîóãîëüíèêîâ.
Âèäíî, ÷òî òîëüêî ó÷åò âñåõ âåëè÷èí, âõîäÿùèõ â
ôîðìóëó (1), îòâå÷àåò ýêñïåðèìåíòàëüíîìó çíà-
÷åíèþ Vp−p (ïóíêòèðíûå ëèíèè). Ïðè ýòîì íåîá-
õîäèìî ó÷èòûâàòü è òåìïåðàòóðó Êîíäî â ìàññèâ-
íîì ñïëàâå TK
bulk (AuFe) = 0,2 Ê. Ïðè óìåíüøåíèè
äèàìåòðà ìèêðîêîíòàêòà ïðîèñõîäèò óâåëè÷åíèå
çíà÷åíèÿ Vp−p â ïîñòîÿííîì ïîëå (ðèñ. 3, êðèâûå
4–7), òàê êàê TK = TK
bulk + δTK . Ïðè ìàëûõ äèà-
ìåòðàõ íàáëþäàåòñÿ ïîëíîå ðàçðóøåíèå ðàñùåï-
ëåíèÿ (êðèâàÿ 8). Ðàçìåðíûé ýôôåêò Êîíäî íà
ýòîì ñïëàâå áûë èññëåäîâàí íàìè ðàíåå ïðè
T = 1,6 Ê [10]. Ïðè ýòîé òåìïåðàòóðå ñïèíîâîå
ñòåêëî îòñóòñòâóåò. Áûëî ïîêàçàíî, ÷òî óìåíüøå-
íèå äèàìåòðà ìèêðîêîíòàêòà ïðèâîäèò ê óâåëè÷å-
íèþ òåìïåðàòóðû Êîíäî. Ñëåäîâàòåëüíî, èìåííî
óâåëè÷åíèå òåìïåðàòóðû Êîíäî ïðè óìåíüøåíèè
äèàìåòðà ìèêðîêîíòàêòà ïðèâîäèò ê ðîñòó çíà÷å-
íèÿ Vp−p .
 ïðîòèâîïîëîæíîñòü óâåëè÷åíèþ Vp−p â ñïëà-
âàõ ñ íåýêðàíèðîâàííûìè ïðèìåñÿìè CuMn è
AuFe â ìàãíèòíîì ïîëå, çíà÷åíèå ðàññòîÿíèÿ
ìåæäó ìàêñèìóìàìè ðàñùåïëåííîãî êîíäî-ïèêà â
ñïëàâàõ CuCr (0,1 àò.% Cr) ìåíüøå, ÷åì çíà÷åíèå
2gµBH. Íà ðèñ. 4 ïðåäñòàâëåíû çàâèñèìîñòè ÌÊ
ñïåêòðîâ ìèêðîêîíòàêòîâ CuCr ðàçëè÷íîãî äèà-
ìåòðà â ìàãíèòíîì ïîëå 9 Òë ïðè òåìïåðàòóðå
0,5 Ê (êðèâûå 1, 2, 4, 5) è òåìïåðàòóðå 1,5 Ê äëÿ
êîíòàêòà äèàìåòðîì 24,1 íì (êðèâàÿ 3). Èç ñðàâ-
íåíèÿ ïîëîæåíèÿ Vp−p ñïåêòðîâ 1 è 3 âèäíî, ÷òî
÷åì âûøå òåìïåðàòóðà ïðîâåäåíèÿ ýêñïåðèìåíòà,
òåì áîëüøå ðàñõîæäåíèå ñî çíà÷åíèåì 2gµBH â
ñòîðîíó óìåíüøåíèÿ Vp−p .
Êàê ïîêàçàíî íà ðèñ. 1,à, óâåëè÷åíèå òåìïåðà-
òóðû ýêñïåðèìåíòà óìåíüøàåò èíòåðâàë ìåæäó
Tmax è T ýêñïåðèìåíòà, ÷òî ïðèâîäèò ê óìåíüøå-
íèþ çíà÷åíèÿ Vp−p . Ýòî õîðîøî ñîãëàñóåòñÿ ñ
òåì, ÷òî äëÿ ÌÊÑ êà÷åñòâåííî V ∝ T. Èç ñðàâíå-
íèÿ ïîëîæåíèÿ Vp−p ñïåêòðîâ 1 è 2 (ðèñ. 4)
ìîæíî ñäåëàòü âûâîä, ÷òî ÷åì ìåíüøå äèàìåòð
êîíòàêòà, òåì ìåíüøå Vp−p . Ýòà òåíäåíöèÿ ïðî-
òèâîïîëîæíà òîé, êîòîðàÿ íàáëþäàåòñÿ äëÿ ñïëà-
âîâ ñ íåýêðàíèðîâàííûìè êîíäî-ïðèìåñÿìè (CuMn,
AuMn, AuFe). Ðàíåå íàìè â ðàáîòàõ ïî èçó÷åíèþ
ðàçìåðíîãî ýôôåêòà íà ñïëàâå CuCr [10] áûëî
ïîêàçàíî, ÷òî óìåíüøåíèå äèàìåòðà ìèêðîêîíòàê-
òà ïðèâîäèò ê ðîñòó òåìïåðàòóðû Êîíäî (TK äëÿ
êðèâîé 2 âûøå, ÷åì äëÿ 1). Òàêèì îáðàçîì, òåì-
ïåðàòóðà ýêñïåðèìåíòà è êîíäî-òåìïåpàòópà ïðè-
âîäÿò ê óìåíüøåíèþ çíà÷åíèÿ Vp−p .
Äëÿ ñïëàâà CuCr ðàíåå áûëî óñòàíîâëåíî [9],
÷òî èçìåíåíèå îòíîñèòåëüíîãî ìàãíèòîñîïðîòèâ-
ëåíèÿ îò (T + TK) áëèçêî ê ëèíåéíîìó. Èñïîëüçóÿ
ýòî íàáëþäåíèå, ìû ïðåäëàãàåì äëÿ ñïëàâîâ ñ
ýêðàíèðîâàííûìè ìàãíèòíûìè ïðèìåñÿìè ýìïè-
ðè÷åñêóþ ôîðìóëó:
Vp−p = 2
gµBH − 3,63kB
(T + δTK)TK
T + TK + δTK
, (2)
ãäå δTK — ïðèðîñò òåìïåðàòóðû Êîíäî îòíîñè-
òåëüíî TK ìàññèâíîãî îáðàçöà â ðåçóëüòàòå ðàç-
ìåðíîãî ýôôåêòà. Ôîðìóëà ïðèìåíèìà òîëüêî â
ñëó÷àå ðàñùåïëåíèÿ êîíäî-ïèêà âî âíåøíåì ìàã-
íèòíîì ïîëå.
Èç ïðåäñòàâëåííûõ íà ðèñ. 4 ýêñïåpèìåíòàëü-
íûõ çàâèñèìîñòåé âèäíî, ÷òî â ïîëå H = 9 Òë
êðèâûå 2 è 3 èìåþò îäèíàêîâûå çíà÷åíèÿ Vp−p ,
ïðè ýòîì êðèâàÿ 3 ïîëó÷åíà ïðè òåìïåðàòóðå íà
1 Ê âûøå, ÷åì êðèâàÿ 2 äëÿ ìèêðîêîíòàêòà ìåíü-
øåãî äèàìåòðà. Ñîãëàñíî ôîðìóëå (2), ýòî îçíà-
Ðèñ. 4. dV/dI(V)-çàâèñèìîñòè ìèêðîêîíòàêòîâ ðàç-
ëè÷íîãî äèàìåòðà ñïëàâà CuCr ïðè T = 0,5 Ê (çà èñ-
êëþ÷åíèåì êðèâîé 3 ïðè T = 1,5 Ê) âî âíåøíåì ìàã-
íèòíîì ïîëå H = 9 Òë. Äèàìåòðû ìèêðîêîíòàêòîâ â
íì: 21,8 (1); 10,5 (2); 24,1 (3); 9 (4); 9,7 (5).
Â. Â. Ôèñóí, È. Ê. ßíñîí, J. M. van Ruitenbeek, J. A Mydosh
180 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 2
÷àåò, ÷òî òåïåðü TK äëÿ êðèâîé 2 íà 1 Ê âûøå,
÷åì äëÿ êðèâîé 1. Ó÷èòûâàÿ áîëüøîé äèàìåòð
êîíòàêòà, äëÿ êðèâîé 1 ìîæåì ïðèíÿòü TK = 2 Ê,
êàê äëÿ ìàññèâíîãî ñïëàâà.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ íàì íå èçâåñòíû ÌÊ ýêñïå-
ðèìåíòû ïî èçó÷åíèþ ðàçìåðíîãî ýôôåêòà Êîíäî
â ìàãíèòíîì ïîëå äëÿ ñïëàâà CuCr, íàõîäÿùåãîñÿ
â ñîñòîÿíèè ñïèíîâîãî ñòåêëà, ïîýòîìó ÷ëåí Vp−p
sg
â ôîðìóëå (2) îòñóòñòâóåò.
Èç àíàëèçà ÌÊ õàðàêòåðèñòèê è ïðåäñòàâëåí-
íûõ ôîðìóë ñëåäóåò, ÷òî ýíåðãåòè÷åñêîå ïîëîæå-
íèå ìàêñèìóìîâ ðàñùåïëåííîãî êîíäî-ïèêà âî
âíåøíåì ìàãíèòíîì ïîëå çàâèñèò îò T è TK ðàç-
ëè÷íûì îáðàçîì â çàâèñèìîñòè îò ýêðàíèðîâêè
ñïèíà ïàðàìàãíèòíîé ïðèìåñè. Äëÿ ñïëàâîâ ñ íå-
ýêðàíèðîâàííûìè ñïèíàìè óâåëè÷åíèå òåìïåðàòó-
ðû T è TK ïðèâîäèò ê ðîñòó çíà÷åíèÿ Vp−p .
Ðàíåå äëÿ ñïëàâà CuMn ìû ìîãëè ïðåíåáðå÷ü
ìàëûì çíà÷åíèåì TK è ó÷èòûâàòü òîëüêî òåìïåðà-
òóðó ýêñïåðèìåíòà. Äëÿ ñïëàâîâ ñ ýêðàíèðîâàí-
íûìè ñïèíàìè óâåëè÷åíèå T èëè TK ïðèâîäèò ê
óìåíüøåíèþ çíà÷åíèÿ Vp−p . Òàêîå ïîâåäåíèå õî-
ðîøî ñîãëàñóåòñÿ ñ ïðîÿâëåíèåì êîíäî-ïèêà íà
ÌÊ ñïåêòðàõ ïî àíàëîãèè ñ çàâèñèìîñòüþ ρ(T)
(ðèñ. 1). Íî ïðè ýòîì T è TK âõîäÿò â ôîðìóëó
òàêèì îáðàçîì, ÷òî â ýòîì ñëó÷àå èõ íåëüçÿ ó÷è-
òûâàòü íåçàâèñèìî, òàê êàê ìàëîå çíà÷åíèå îäíîé
èç òåìïåðàòóð ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî èõ îáùåå
âëèÿíèå íà çíà÷åíèå Vp−p áóäåò åùå ìåíüøå.
Èñïîëüçóÿ ïðåäëîæåííûå ôîðìóëû, ìîæíî
îïðåäåëèòü óâåëè÷åíèå TK â ìèêðîêîíòàêòàõ
ñïëàâîâ CuMn, AuFe è CuCr ñ óìåíüøåíèåì äèà-
ìåòðà, åñëè èçâåñòíû Vp−p äëÿ äàííîãî çíà÷åíèÿ
âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Íà ðèñ. 5 ïðåäñòàâëå-
íû ýòè çàâèñèìîñòè, ïîëó÷åííûå èç ñïåêòðîâ ðàñ-
ùåïëåíèÿ êîíäî-ïèêà âî âíåøíåì ìàãíèòíîì ïîëå
ïðè ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèÿõ ïàðàìåòðîâ, âõîäÿùèõ
â ôîðìóëû (1), (2). Ïîäîáíîå óâåëè÷åíèå òåìïå-
ðàòóðû Êîíäî ïðè óìåíüøåíèè äèàìåòðîâ ìèêðî-
êîíòàêòîâ äëÿ ýòèõ ñïëàâîâ êà÷åñòâåííî ñîîòâåò-
ñòâóåò ðåçóëüòàòàì, ïðåäñòàâëåííûì â ðàáîòàõ
[4,10], â êîòîðûõ TK áûëà ñèñòåìàòè÷åñêè âûøå
ïðèâåäåííûõ íà ðèñ. 5. Òàêèì îáðàçîì, íàìè èñ-
ñëåäîâàí ðàçìåðíûé ýôôåêò Êîíäî íà ñïëàâàõ,
ñîñòîÿùèõ èç ðàçëè÷íûõ ìåòàëëîâ (Cu, Au) ñ
ìàãíèòíûìè ïðèìåñÿìè (Mn, Cr, Fe) êàê â ñîñòî-
ÿíèè ñïèíîâîãî ñòåêëà, òàê è â ñëó÷àå åãî îòñóòñò-
âèÿ. Òåìïåðàòóðû Êîíäî ýòèõ ñïëàâîâ íàõîäÿòñÿ
â èíòåðâàëå îò 0,01 äî 2 Ê. Ìàãíèòíûå ïðèìåñè â
ñïëàâàõ CuMn, AuFe íå ýêðàíèðîâàíû, à â CuCr
ýêðàíèðîâàíû ýëåêòðîíàìè ïðîâîäèìîñòè, íî, íå-
ñìîòðÿ íà ýòî, âî âñåõ ñïëàâàõ íàáëþäàåòñÿ ðàç-
ìåðíûé ýôôåêò êàê â ìàãíèòíîì ïîëå, òàê è áåç
íåãî [4,10]. Ñëåäóåò çàìåòèòü, ÷òî â íóëåâîì ìàã-
íèòíîì ïîëå äëÿ âñåõ ïåðå÷èñëåííûõ ñïëàâîâ, à
òàêæå è äëÿ ñïëàâà CuFe [13], â ðåçóëüòàòå ðàç-
ìåðíîãî ýôôåêòà ïðîèñõîäèò ýíåðãåòè÷åñêîå óøè-
ðåíèå êîíäî-ïèêà, êîòîðîå ñâÿçàíî ñ óâåëè÷åíèåì
TK â ìèêðîêîíòàêòå. Ðàçìåðíûé ýôôåêò Êîíäî â
ìèêðîêîíòàêòàõ ñ áàëëèñòè÷åñêèì ïðîëåòîì ýëåê-
òðîíîâ ïðèâîäèò ê óñèëåíèþ âçàèìîäåéñòâèÿ
ýëåêòðîíîâ ïðîâîäèìîñòè ñ ïàðàìàãíèòíûìè ïðè-
ìåñÿìè, ò.å. çíàê ðàçìåðíîãî ýôôåêòà ïðîòèâîïî-
ëîæåí íàáëþäàåìîìó íà ïëåíêàõ è íàíîïðîâîëî÷-
êàõ êàê â ñîñòîÿíèè ñïèíîâîãî ñòåêëà, òàê è â
ïàðàìàãíèòíîì ñîñòîÿíèè [14–19].
Âî âíåøíåì ìàãíèòíîì ïîëå ðàñùåïëåíèå
êîíäî-ïèêà Vp−p âåäåò ñåáÿ ïî-ðàçíîìó â çàâèñè-
ìîñòè îò ýêðàíèðîâêè ñïèíà. Äëÿ ñïëàâîâ CuMn,
AuFe è AuMn ñ íåýêðàíèðîâàííûìè ñïèíàìè çíà-
÷åíèå Vp−p ≥ 2gµBH, òîãäà êàê äëÿ ñïëàâà CuCr ñ
ýêðàíèðîâàííûìè ñïèíàìè Vp−p ≤ 2gµBH. Ïîêà
íåò ÿñíîãî îòâåòà, ïî÷åìó äëÿ ñïëàâîâ ñ íåýêðàíè-
ðîâàííûìè ñïèíàìè âî âíåøíåì ìàãíèòíîì ïîëå
çíà÷åíèå Vp−p ≥ 2gµBH, ÷òî ïðîòèâîðå÷èò ðàñ-
ñìîòðåíèþ ÌÊ õàðàêòåðèñòèê ïî àíàëîãèè ñ çàâè-
ñèìîñòüþ ρ(T), òàê êàê äëÿ ÌÊ ñïåêòðîñêîïèè
Ðèñ. 5. Çàâèñèìîñòü òåìïåðàòóðû Êîíäî îò äèàìåòðà
ìèêðîêîíòàêòà. Çíà÷åíèÿ ïîëó÷åíû ñ èñïîëüçîâàíèåì
ôîðìóëû (1) äëÿ ñïëàâîâ CuMn è AuFe è ôîðìóëû
(2) äëÿ ñïëàâà CuCr.
Ìèêðîêîíòàêòíûå èññëåäîâàíèÿ ðàçìåðíîãî ýôôåêòà Êîíäî â ìàãíèòíîì ïîëå
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 2 181
êà÷åñòâåííî V ∝ T. Âîçìîæíî, ýòî îáóñëîâëåíî
ñòèìóëÿöèåé ñïèíîâîãî ñòåêëà âíåøíèì ìàãíèò-
íûì ïîëåì.
Ðàçóìååòñÿ, ïðåäñòàâëåííûå ýìïèðè÷åñêèå ôîð-
ìóëû íå ìîãóò ïðåòåíäîâàòü íà ïîëíîòó îïèñàíèÿ
ðàñùåïëåíèÿ êîíäî-ïèêà íà ÌÊ õàðàêòåðèñòèêàõ
âî âíåøíåì èëè âíóòðåííåì ìàãíèòíûõ ïîëÿõ, à
òàêæå â ñëó÷àå ðàçìåðíîãî ýôôåêòà. Íåêîòîðûì
îïðàâäàíèåì èõ èñïîëüçîâàíèÿ ìîæåò ñëóæèòü
òîò ôàêò, ÷òî â ðóêàõ ýêñïåðèìåíòàòîðîâ íåò ôîð-
ìóë, îïèñûâàþùèõ êîíäî-õàðàêòåðèñòèêè ìèêðî-
êîíòàêòîâ ðàçëè÷íîãî äèàìåòðà âî âíåøíåì èëè
âíóòðåííåì ìàãíèòíûõ ïîëÿõ, êàê, ñêàæåì, â ñëó-
÷àå ôîíîíîâ [20]. Íàäååìñÿ, ÷òî äàëüíåéøèå òåî-
ðåòè÷åñêèå è ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ
ïðèâåäóò ê áîëåå ãëóáîêîìó ïîíèìàíèþ íàáëþäà-
åìûõ ìèêðîêîíòàêòíûõ õàðàêòåðèñòèê.
1. A. A. Lysykh, I. K. Yanson, O. I. Shklyarevski, and
Yu. G. Naydyuk, Solid State Commun. 35, 987
(1980); A. G. M. Jansen, A. P. van Gelder,
P. Wyder, and S. Srassler, J. Phys. F11, L15
(1981); Þ. Ã. Íàéäþê, Î. È. Øêëÿðåâñêèé, È. Ê.
ßíñîí, ÔÍÒ 8, 725 (1982).
2. D. C. Ralph, Thesis Cornell Univ. (1994) (unpub-
lished).
3. A. Duif, Thesis Kath. Univ. Nijmegen (1983) (un-
published).
4. I. K. Yanson, V. V. Fisun, R. Hesper, A. V. Khot-
kevich, J. M. Krans, J. A. Mydosh, and J. M. van
Ruitenbeek, Phys. Rev. Lett. 74, 302 (1995).
5. F. Roche, Thesis, Grenoble High Magnetic Field
Laboratory, Max-Planck-Institut (1995) (unpub-
lished).
6. N. d‘Ambrumenil and R. W. White, J. Appl. Phys.
53, 2052 (1982).
7. B. I. Verkin, I. K. Yanson, I. O. Kulik, O. I.
Shklyarevskii, A. A. Lysykh, and Yu. G. Naidyuk,
Solid State Commun. 30, 215 (1979).
8. K. R. Lane, M. Park, J. F. DiTusa, M. S. Isaacson,
and J. M. Parpia, J. Low Temp. Phys. 93, 7 (1993).
9. M. D. Daybell and W. A. Steyert, Phys. Rev. Lett.
20, 195 (1968).
10. V. V. Fisun, I. K. Yanson, J. A. Mydosh, and J. M.
van Ruitenbeek, Fiz. Nizk. Òemp. 26, 681 (2000).
11. C. J. Muller, J. M. van Ruitenbeek, and L. J. de
Jongh, Physica C191, 485 (1992).
12. O. Ujsaghy, A. Zawadowski, and B. L. Gyorffy,
Phys. Rev. Lett. 76, 2378 (1996); O. Ujsaghy and
A. Zawadowski, Phys. Rev. B57, 11598 (1998).
13. I. K. Yanson, V. V. Fisun, J. A. Mydosh, and J. M.
van Ruitenbeek, Proc. of NATO ARW, Size Effect
in Magnetic Scattering, V. Chandrasekhar (ed.),
Hungary (2001): cond-mat/008055.
14. T. M. Jacods and N. Giordano, Europhys. Lett. 44,
74 (1998).
15. J. F. DiTusa, K. Lin, M. Park, M. S. Isaacson, and
J. M. Parpia, Phys. Rev. Lett. 68, 678 (1992).
16. G. Chen and N. Giordano, Phys. Rev. Lett. 66, 209
(1998).
17. C. Strun, M. Henny, and C. Schonenberger, Phys.
Rev. Lett. 81, 2982 (1998).
18. V. Chandrasekhar, P. Santhaman, N. A. Penebe,
R. A. Webb, H. Vloeberghs, C. Van Haesendonck,
and Y. Bruynseraede, Phys. Rev. Lett. 72, 2053
(1994).
19. K. R. Lane, M. Park, M. S. Isaacson, and J. M.
Parpia, Phys. Rev. B51, 945 (1995).
20. È. Î. Êóëèê, À. Í. Îìåëüÿí÷óê, Ð. È. Øåõòåð,
ÔÍÒ 3, 1543 (1977).
Point-contact investigation of size effect in
Kondo alloys CuMn, CuCr and AuFe in
magnetic field
V. V. Fisun, I. K. Yanson, J. M. van Ruitenbeek,
and J. A. Mydosh
The splitting of the Kondo maximum in the
voltage dependence of differential resistivity
characteristics of CuMn, CuCr and AuFe point
contacts is investigated as a function of contact
diameter. The empirical formulas obtained
make it possible to determine the energy posi-
tion of the Kondo splitting maximum with
varying the experimental and Kondo tempera-
tures and with reducing point contact diameter
both in external and (spin glass states) mag-
netic fields.
Â. Â. Ôèñóí, È. Ê. ßíñîí, J. M. van Ruitenbeek, J. A Mydosh
182 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 2
|