Effect of the crystal structure defectiveness on magnetic state of sodium-doped lanthanum manganites

Structural, electric, magnetoresistive, and resonance properties of La₁-xNaxMnO₃₊y samples synthesized by solid phase reactions have been studied. It is shown that the valence state of manganese remains essentially unchanged as x increases from 0.08 to 0.16: the positive charge reduction in lanthanu...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Functional Materials
Date:2004
Main Authors: Tovstolytkin, A.I., Pogorily, A.N., Kotov, V.V., Belous, A.G., V’yunov, O.I.
Format: Article
Language:English
Published: НТК «Інститут монокристалів» НАН України 2004
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/139549
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Effect of the crystal structure defectiveness on magnetic state of sodium-doped lanthanum manganites / A.I. Tovstolytkin, A.N. Pogorily, V.V. Kotov, A.G. Belous , O.I. V’yunov // Functional Materials. — 2004. — Т. 11, № 4. — С. 721-729. — Бібліогр.: 37 назв. — англ.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1859616647800684544
author Tovstolytkin, A.I.
Pogorily, A.N.
Kotov, V.V.
Belous, A.G.
V’yunov, O.I.
author_facet Tovstolytkin, A.I.
Pogorily, A.N.
Kotov, V.V.
Belous, A.G.
V’yunov, O.I.
citation_txt Effect of the crystal structure defectiveness on magnetic state of sodium-doped lanthanum manganites / A.I. Tovstolytkin, A.N. Pogorily, V.V. Kotov, A.G. Belous , O.I. V’yunov // Functional Materials. — 2004. — Т. 11, № 4. — С. 721-729. — Бібліогр.: 37 назв. — англ.
collection DSpace DC
container_title Functional Materials
description Structural, electric, magnetoresistive, and resonance properties of La₁-xNaxMnO₃₊y samples synthesized by solid phase reactions have been studied. It is shown that the valence state of manganese remains essentially unchanged as x increases from 0.08 to 0.16: the positive charge reduction in lanthanum sublattice caused by the increase in sodium content occurs due to formation of vacancies either in cation sublattices or in both cation and anion ones. In addition to magnetically ordered phases, all the samples have been found to contain the magnetically disordered low-conductive phase even at low temperatures (77 K), and its amount is greater in the samples with the lower x values. The Curie temperature (T&) for La₁-xNaxMnO₃₊y system rises monotonically as x changes from 0.08 to 0.16. A correlation is revealed between the characters of concentration induced changes in T& and number of vacancies in manganese sublattice. It is shown that, as x changes, the change character of the unit cell parameters (the diminution in both the cell volume and rhombo-hedral distortion angle) is also directed towards an enhancement of the ferromagnetic double exchange interaction and the TC elevation. The magnetoresistance (MR) measured at room temperature in 15 kOe field exhibits a maximum (20 %) in the samples with x = 0.12. For the samples of this composition, MR(+) dependence is close to the linear one, which stresses a good utilization prospect of such materials in the magnetic field measurement devices. Исследованы структурные, электрические, магниторезистивные и резонансные свойства образцов La₁-xNaxMnO₃₊y , синтезированных методом твердофазных реакций. Показано, что валентное состояние марганца практически не изменяется при изменении х от 0,08 до 0,16: снижение положительного заряда в подрешетке лантана при увеличении содержания натрия совершается за счет формирования вакансий в катионных, или одновременно в катионных и анионной подрешетках. Обнаружено, что, кроме магнитоупорядоченных фаз, все образцы содержат магнитно неупорядоченную слабопроводящую фазу даже при низких температурах (77 К), причем ее количество больше в образцах с меньшим значением х. Температура Кюри (T&) в системе La₁-xNaxMnO₃₊y монотонно возрастает при изменении x от 0,08 до 0,16. Обнаружена корреляция между величинами роста T& и уменьшения количества вакансий в подрешетке марганца. Показано, что при изменении x характер изменения параметров элементарной ячейки (уменьшение объема ячейки и угла ромбоэдрической деформации) также направлен на усиление двойного обмена и повышение T&. Магнитосопротивление (МС), измеренное в поле 15 кЭ при комнатной температуре, имеет максимум (20 %) в образцах с x = 0,12. Для образцов этого состава зависимость МС(+) близка к линейной, что перспективно для использования таких материалов в устройствах для измерения магнитного поля. Досліджєно структурні, електричні магніторезистивні та резонансні властивості зразків La₁-xNaxMnO₃₊y , синтезованих методом твердофазних реакцій. Показано, що валентний стан марганцю практично не змінюється при зміні x від 0,08 до 0,16: зниження позитивного заряду в підгратці лантану при збільшенні вмісту натрію відбувається за рахунок формування вакансій у катіонних, або одночасно у катіонних і аніонній підгратках. Виявлено, що, крім магнітно впорядкованих фаз, всі зразки містять магнітно невпорядковану слабопровідну фазу навіть при низьких температурах (77 К), причому її кількість більша у зразках із меншим значенням х. Температура Кюрі (T&) у системі La₁-xNaxMnO₃₊y монотонно зростає при зміні x від 0,08 до 0,16. Встановлено кореляцію між величинами збільшення T& і зменшення кількості вакансій у підгратці марганцю. Показано, що при зміні x характер зміни параметрів елементарної комірки (зменшення об’єму комірки і кута ромбоедричної деформації) також спрямований на підсилення подвійного обміну і підвищення T&. Магнітоопір (МО), виміряний при кімнатній температурі в полі 15 кЕ, має максимум (20 %) у зразках з x = 0,12. Для зразків цього складу залежність M0(H) близька до лінійної, що є перспективним для використання таких матеріалів у пристроях для вимірювання магнітного поля.
first_indexed 2025-11-28T20:08:03Z
format Article
fulltext (IIHFW�RI�WKH�FU\VWDO�VWUXFWXUH�GHIHFWLYHQHVVRQ�PDJQHWLF�VWDWH�RI�VRGLXP�GRSHG�ODQWKDQXPPDQJDQLWHV $�,�7RYVWRO\WNLQ��$�1�3RJRULO\��9�9�.RWRY�$�*�%HORXV ��2�,�9�\XQRY ,QVWLWXWH�RI�0DJQHWLVP��1DWLRQDO�$FDGHP\�RI�6FLHQFHV�RI�8NUDLQH����E�$FDG��9HUQDGVN\�%OYG���������.\LY��8NUDLQH ,QVWLWXWH�RI�*HQHUDO�DQG�,QRUJDQLF�&KHPLVWU\��1DWLRQDO�$FDGHP\�RI6FLHQFHV�RI�8NUDLQH��������$FDG��3DOODGLQ�%OYG���������.\LY��8NUDLQH 5HFHLYHG�-DQXDU\��������� 6WUXFWXUDO��HOHFWULF��PDJQHWRUHVLVWLYH��DQG�UHVRQDQFH�SURSHUWLHV�RI�/D�±[1D[0Q2��γ VDP�SOHV�V\QWKHVL]HG�E\�VROLG�SKDVH�UHDFWLRQV�KDYH�EHHQ�VWXGLHG��,W� LV�VKRZQ�WKDW�WKH�YDOHQFHVWDWH� RI�PDQJDQHVH� UHPDLQV� HVVHQWLDOO\�XQFKDQJHG�DV�² LQFUHDVHV� IURP������ WR������� WKHSRVLWLYH�FKDUJH�UHGXFWLRQ�LQ�ODQWKDQXP�VXEODWWLFH�FDXVHG�E\�WKH�LQFUHDVH�LQ�VRGLXP�FRQWHQWRFFXUV� GXH� WR� IRUPDWLRQ� RI� YDFDQFLHV� HLWKHU� LQ� FDWLRQ� VXEODWWLFHV� RU� LQ� ERWK� FDWLRQ� DQGDQLRQ�RQHV��,Q�DGGLWLRQ�WR�PDJQHWLFDOO\�RUGHUHG�SKDVHV��DOO�WKH�VDPSOHV�KDYH�EHHQ�IRXQG�WRFRQWDLQ�WKH�PDJQHWLFDOO\�GLVRUGHUHG�ORZ�FRQGXFWLYH�SKDVH�HYHQ�DW�ORZ�WHPSHUDWXUHV�����.��DQG�LWV�DPRXQW�LV�JUHDWHU�LQ�WKH�VDPSOHV�ZLWK�WKH�ORZHU�[ YDOXHV��7KH�&XULH�WHPSHUDWXUH�7&�� IRU� /D�±[1D[0Q2��γ V\VWHP� ULVHV� PRQRWRQLFDOO\� DV� ² FKDQJHV� IURP� ����� WR� ������ $FRUUHODWLRQ�LV�UHYHDOHG�EHWZHHQ�WKH�FKDUDFWHUV�RI�FRQFHQWUDWLRQ�LQGXFHG�FKDQJHV�LQ�7&� DQGQXPEHU�RI�YDFDQFLHV�LQ�PDQJDQHVH�VXEODWWLFH��,W� LV�VKRZQ�WKDW��DV�²�FKDQJHV��WKH�FKDQJHFKDUDFWHU�RI�WKH�XQLW�FHOO�SDUDPHWHUV��WKH�GLPLQXWLRQ�LQ�ERWK�WKH�FHOO�YROXPH�DQG�UKRPER�KHGUDO� GLVWRUWLRQ� DQJOH�� LV� DOVR� GLUHFWHG� WRZDUGV� DQ� HQKDQFHPHQW� RI� WKH� IHUURPDJQHWLFGRXEOH�H[FKDQJH� LQWHUDFWLRQ�DQG�WKH�7&�HOHYDWLRQ��7KH�PDJQHWRUHVLVWDQFH��05��PHDVXUHGDW�URRP�WHPSHUDWXUH�LQ����N2H�ILHOG�H[KLELWV�D�PD[LPXP��������LQ�WKH�VDPSOHV�ZLWK�[ ������)RU� WKH� VDPSOHV�RI� WKLV� FRPSRVLWLRQ��05�+��GHSHQGHQFH� LV� FORVH� WR� WKH� OLQHDU�RQH�ZKLFK�VWUHVVHV�D�JRRG�XWLOL]DWLRQ�SURVSHFW�RI�VXFK�PDWHULDOV�LQ�WKH�PDJQHWLF�ILHOG�PHDVXUH�PHQW�GHYLFHV� j°°ãË�ºmÈÓ©�°�¯�}��¯Ó©Ë��ªãË}�¯Ò�˰}ÒË��äÈ�ÓÒ�º¯ËÏÒ°�ÒmÓ©Ë�Ò�¯ËϺÓÈÓ°Ó©Ë�°mº®�°�mÈ�º­¯ÈÏ�ºm�/D�±[1D[0Q2��γ��°ÒÓ�ËÏÒ¯ºmÈÓÓ©²�äË�º�ºä��m˯�ºÁÈÏÓ©²�¯ËÈ}�Ò®���º}È�ÏÈÓº����º�mÈãËÓ�ÓºË� °º°�º«ÓÒË�äȯ�ÈÓ�È�¹¯È}�Ò�˰}Ò�ÓË�ÒÏäËÓ«Ë�°«�¹¯Ò�ÒÏäËÓËÓÒÒ�²º��������º�������°ÓÒÎËÓÒË�¹ºãºÎÒ�Ëã Óº�º�Ïȯ«�È�m�¹º�¯Ë�Ë�}Ë�ãÈÓ�ÈÓÈ�¹¯Ò��mËãÒ�Ë�ÓÒÒ�°º�˯ÎÈÓÒ«�ÓÈ�¯Ò«�°ºm˯�ÈË�°«�ÏÈ�°�Ë��Áº¯äÒ¯ºmÈÓÒ«�mÈ}ÈÓ°Ò®�m�}È�ÒºÓÓ©²��ÒãÒº�Óºm¯ËäËÓÓº�m�}È�ÒºÓÓ©²�Ò�ÈÓÒºÓÓº®�¹º�¯Ë�Ë�}Ȳ��|­Óȯ�ÎËÓº����º��}¯ºäË�äÈ�ÓÒ�º��¹º¯«�º�ËÓÓ©²� ÁÈÏ�� m°Ë� º­¯ÈÏ�©� °º�˯ÎÈ�� äÈ�ÓÒ�Óº� ÓË�¹º¯«�º�ËÓÓ� °ãÈ­º¹¯ºmº�«��� ÁÈÏ�� �ÈÎË� ¹¯Ò� ÓÒÏ}Ò²� �Ëä¹Ë¯È��¯È²� ���� z��� ¹¯Ò�Ëä� ËË� }ºãÒ�˰�mº� ­ºã �Ë� mº­¯ÈÏ�Ȳ� °� äËÓ �Òä� ÏÓÈ�ËÓÒËä� ²�� �Ëä¹Ë¯È��¯È� z ¯Ò� �7&�� m� °Ò°�ËäË� /D�±[1D[0Q2��γäºÓº�ºÓÓº�mºÏ¯È°�ÈË��¹¯Ò�ÒÏäËÓËÓÒÒ�[ º��������º�������|­Óȯ�ÎËÓÈ�}º¯¯Ëã«�Ò«�äËÎ��mËãÒ�ÒÓÈäÒ� ¯º°�È� 7& Ò� �äËÓ �ËÓÒ«� }ºãÒ�˰�mÈ� mÈ}ÈÓ°Ò®� m� ¹º�¯Ë�Ë�}Ë� äȯ�ÈÓ�È��º}ÈÏÈÓº����º�¹¯Ò�ÒÏäËÓËÓÒÒ�[ ²È¯È}�˯�ÒÏäËÓËÓÒ«�¹È¯ÈäË�¯ºm�ªãËäËÓ�ȯӺ®�«�Ë®}Ò��äËÓ �ËÓÒË�º­�ËäÈ�«�Ë®}Ò�Ò���ãÈ�¯ºä­ºª�¯Ò�˰}º®��ËÁº¯äÈ�ÒÒ���È}ÎË�Óȹ¯ÈmãËÓ�ÓÈ�°ÒãËÓÒË��mº®Óº�º�º­äËÓÈ�Ò�¹ºm©�ËÓÒË�7&��lÈ�ÓÒ�º°º¹¯º�ÒmãËÓÒË��lv���ÒÏä˯ËÓÓºË�m¹ºãË����}w�¹¯Ò�}ºäÓÈ�Óº®��Ëä¹Ë¯È��¯Ë��ÒäËË��äÈ}°Òä�ä��������m�º­¯ÈÏ�Ȳ�°�[ ������iã«� º­¯ÈÏ�ºm� ª�º�º� °º°�ÈmÈ� ÏÈmÒ°Ò亰� lv�+�� ­ãÒÏ}È�}�ãÒÓˮӺ®����º�¹Ë¯°¹Ë}�ÒmÓº�ã«�Ò°¹ºã ϺmÈÓÒ«��È}Ò²�äÈ�˯ÒÈãºm�m��°�¯º®°�mȲ��ã«�ÒÏä˯ËÓÒ«�äÈ�ÓÒ�Óº�º�¹ºã«� )XQFWLRQDO�0DWHULDOV�����1R��������� �������Û�,QVWLWXWH�IRU�6LQJOH�&U\VWDOV )XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� ��� $Q� LQWHQVH� UHVHDUFK� LQWHUHVW� LQ� FRPSOH[R[LGHV� EDVHG� RQ� ODQWKDQXP� PDQJDQLWHV�/D�0�0Q2� �0 LV� D� PRQR�� RU� GLYDOHQW� HOH�PHQW�� LV� DVVRFLDWHG� ZLWK� WKH� GLVFRYHU\� RIFRORVVDO�PDJQHWRUHVLVWDQFH�HIIHFW��&05��DQGJRRG� SURVSHFWV� RI� LWV� XWLOL]DWLRQ� LQ�PDJQH�WRHOHFWURQLF� GHYLFHV� >����@�� 7KH� &05� LQGRSHG� PDQJDQLWHV� UHVXOWV� IURP� D� FRPSHWL�WLRQ� EHWZHHQ� RSSRVLWHO\� GLUHFWHG� LQWHUDF�WLRQV� DPRQJ� DOLRYDOHQW� �GLIIHULQJ� LQ� YD�OHQFH��PDQJDQHVH�LRQV�>�@��6R��VR�FDOOHG�GRX�EOH�H[FKDQJH��L�H��HOHFWURQ�WUDQVIHU�EHWZHHQ0Q�� DQG�0Q�� WKURXJK� WKH� R[\JHQ�DQLRQV�IDYRUV� VLPXOWDQHRXV� DSSHDUDQFH� RI� IHUUR�PDJQHWLVP� DQG� PHWDO�OLNH� FRQGXFWLYLW\>�Ü�@�� $W� WKH� VDPH� WLPH�� D� VHULHV� RI� RWKHUHIIHFWV� �HOHFWURQ�SKRQRQ� LQWHUDFWLRQ�� DQWLI�HUURPDJQHWLF�VXSHUH[FKDQJH��FKDUJH�DQG�RU�ELWDO� LQWHUDFWLRQV�� RSSRVH� HVWDEOLVKPHQW� RIWKH� IHUURPDJQHWLF� RUGHULQJ� DQG� IDYRU� WKHFKDUJH�FDUULHU�ORFDOL]DWLRQ�>�@��,I�WKH�GRXEOHH[FKDQJH�GRPLQDWHV� RYHU� WKH�RWKHU� LQWHUDF�WLRQV�� ERWK� WKH� SDUDPDJQHWLF�IHUURPDJQHWLFDQG�LQVXODWRU�PHWDO�WUDQVLWLRQV�RFFXU�DOPRVWVLPXOWDQHRXVO\� DV� WKH� WHPSHUDWXUH� GH�FUHDVHV�� UHVXOWLQJ� LQ� D� KLJK� VHQVLWLYLW\� RIHOHFWULF� UHVLVWDQFH� WR� PDJQHWLF� ILHOG� LQ� WKHYLFLQLW\�RI�WKH�&XULH�WHPSHUDWXUH�7& >�Ü�@�7R� EH� VXLWDEOH� IRU� FRPSHWLWLYH� DSSOLFD�WLRQV� �PDJQHWLF� ILHOG�PHDVXUHPHQW� GHYLFHV�PDJQHWLF� VHQVRUV�� UHDGLQJ� HOHPHQWV� IRU� GH�YLFHV�RI�XOWUD�KLJK�GHQVLW\�PDJQHWLF�UHFRUG�LQJ�� HWF���� WKH� &05� PDWHULDOV� VKRXOG� EHKLJKO\�VHQVLWLYH�WR�PDJQHWLF�ILHOGV�DQG�KDYH7& FORVH� WR� URRP� WHPSHUDWXUH�� 7KH� &XULHWHPSHUDWXUH� YDOXH� GHSHQGV� PDLQO\� RQ� WKHPDQJDQHVH� IRUPDO� FKDUJH� �0Q)&��� L�H�� RQWKH� PHDQ� LRQL]DWLRQ� VWDWH� RI� PDQJDQHVHZKLFK�� IRU� WKH� GRSHG�PDQJDQLWHV� WKDW� FRQ�WDLQ�0Q RQO\�LQ����DQG����VWDWHV�� LV�GHWHU�PLQHG� E\� WKH� IUDFWLRQ�RI�0Q�� LRQV��6R�� DQLQFUHDVH� LQ�0Q�� FRQWHQW� IURP� ��� WR� ����RI� WKH� WRWDO� PDQJDQHVH� DPRXQW� �KHUH� DQGEHORZ�� ZH� LPSO\� DWRPLF� SHUFHQWDJH�� JLYHVULVH� WR�7& HOHYDWLRQ� IURP����� WR� ����.� >�@�7KH�0Q LRQL]DWLRQ�VWDWH�FDQ�EH�WXQHG�E\�YDUL�DWLRQ� RI� WKH� R[\JHQ� QRQ�VWRLFKLRPHWU\� RU� E\DOLRYDOHQW� VXEVWLWXWLRQV� LQ� FDWLRQ� VXEODWWLFHV�7R�GDWH�� LW� LV� MXVW� WKH�/D���±[0��[0Q2� WKDWLV� WKH� PRVW� FRPSUHKHQVLYHO\� VWXGLHG� PDQ�JDQLWH� V\VWHP�� ZKHUH� 0�� LV� DQ� DONDOLQH�HDUWK� HOHPHQW� �$((�� >�Ü�@�� %\� FRQWUDVW�YHU\�IHZ�ZRUNV�DUH�GHYRWHG�WR�LQYHVWLJDWLRQRI� WKH� DONDOLQH� HOHPHQWV� �$(�� VXEVWLWXWLRQIRU�ODQWKDQXP��7DNLQJ�LQWR�DFFRXQW�WKH�GLI�IHUHQFHV�LQ�ERWK�WKH�YDOHQFH�VWDWHV�DQG�LRQLFUDGLL� EHWZHHQ� $(� DQG� $((�� DGGLWLRQDO� LQ�IRUPDWLRQ�RQ�WKH�UROH�RI�ERWK�WKH�0Q)&�DQGVWUXFWXUDO�FKDQJHV�VKRXOG�EH�H[SHFWHG�WR�UH� VXOW� IURP� LQWURGXFWLRQ� RI� $(� LRQV� LQWR� ODQ�WKDQXP� VXEODWWLFH�� $PRQJ� DOO� $(� LRQV�� WKHLRQLF� UDGLXV� RI� VRGLXP� �51D�� �����c� LVFORVHVW� WR� WKDW� RI� ODQWKDQXP� �5/D�� ����c�� >�@�� ZKLFK� DOORZV� PLQLPL]LQJ� WKHORFDO�VWUXFWXUDO�SHUWXUEDWLRQV�LQ�ODQWKDQXPVXEODWWLFH� RI� /D�±[1D[0Q2�±γ V\VWHP� DQGPDNHV�LW�SRVVLEOH�WR�FRQFHQWUDWH�RQ�WKH�UROHRI�0Q)&�DQG�RWKHU�IDFWRUV�7KH�VWXGLHV�RI�/D�±[1D[0Q2�±γ VROLG�VROX�WLRQV� LQ� >�����@�ZHUH� OLPLWHG�WR�[ ������RU[ ������ DQG� ������ UHVSHFWLYHO\�� $FFRUGLQJWR� >��@�� WKH� 7& RI� WKH� FHUDPLF� VDPSOHV� LVKLJKO\� VHQVLWLYH� WR� WKH� KHDW� WUHDWPHQW� UH�JLPHV�� 7R� GDWH�� KRZHYHU�� WKHUH� LV� QR� XQ�HTXLYRFDO� RSLQLRQ� DERXW� WKH� RSWLPDO� KHDWWUHDWPHQW�SDUDPHWHUV��XVLQJ�WKH�VROLG�SKDVHUHDFWLRQ�PHWKRG��WKH�VLQJOH�SKDVH�1D GRSHGPDQJDQLWHV� ZHUH� REWDLQHG� DW� WHPSHUDWXUHVIURP� ����� >��@� XS� WR� �����.� >�����@�� EXWWKH�PDWHULDOV� SUHSDUHG� GLIIHUHG� VWURQJO\� LQSURSHUWLHV��$PRQJ�RWKHU�IDFWRUV��WKH�DSSUH�FLDEOH�YRODWLOLW\�RI�VRGLXP�DW�KLJK�WHPSHUD�WXUHV� DOVR� FRQWULEXWHV� WR� WKH� � DPELJXLW\FRQFHUQLQJ� ERXQGDULHV� RI� WKH� UHJLRQV� IRUWKH� /D�±[1D[0Q2�±γ VROLG� VROXWLRQV� H[LVW�HQFH�� ² ≤ ���� >��@��² ≤ ����� >��@��² ≤ ����� >�����@� 7KH� DXWKRUV� >��@� VXFFHHGHG� LQ� DFKLHYH�PHQW�RI�WKH�XSSHU�OLPLW�IRU�WKH�VLQJOH�SKDVHVROLG� VROXWLRQ�� QDPHO\�� ² ������� E\� XVLQJVLQWHULQJ� RI� WKH� SRZGHUV� FRQWDLQLQJ� H[FHVV1D�,Q�PRVW�SDSHUV��/D�±[1D[0Q2�±γ VROLG�VR�OXWLRQV� ZHUH� UHSRUWHG� WR� EH� FU\VWDOOL]HG� LQWKH�5 �__F UKRPERKHGUDO�VSDFH�JURXS�>��Ü��@�$W� WKH� VDPH� WLPH�� WKHUH� ZHUH� UHSRUWV� WKDWWKH� UKRPERKHGUDO� FKDUDFWHU� RI� GLVWRUWLRQVRFFXUV� RQO\� DW� ² ³ ����� IRU� 1G�±[1D[0Q2�>��@�DQG�² !�������IRU�/D�±[1D[0Q2�±γ >��@�ZKHUHDV� DW� ORZHU� [ YDOXHV�� W\SLFDO� LV� WKHRUWKRUKRPELF� VWUXFWXUH�� ,W�ZDV� SRLQWHG� RXWLQ�>��@�WKDW��DV�WKHUH�H[LVW�YDFDQFLHV�DW�ODQ�WKDQXP�RU�R[\JHQ�VLWHV��WKH�PDWHULDOV�KDYH5 �__F VWUXFWXUH��KLJK�YDOXHV�RI�7& DQG�PDJ�QHWRUHVLVWDQFH�� ZKHUHDV� DW� KLJK� FRQFHQWUD�WLRQ�RI�YDFDQFLHV�DW�PDQJDQHVH�VLWHV��RUWKRU�KRPELF�3EQP�VWUXFWXUH�DQG�DFWLYDWHG�EHKDY�LRU�RI� HOHFWULF� UHVLVWDQFH�5 �G5�G7 ���� WDNHSODFH�� $FFRUGLQJ� WR� >��@�� D� GHFUHDVH� LQ� WKHSRVLWLYH�FKDUJH�RI�ODQWKDQXP�VXEODWWLFH��RF�FXUULQJ�DW�VXEVWLWXWLRQ�RI�1D IRU�/D��FDXVHVQR� FKDQJHV� LQ� WKH�0Q�� FKDUJH� VWDWH�� EXWHQKDQFHV� WKH� RFFXSDQF\� GHJUHH� RI� PDQJD�QHVH� VLWHV�� ,W� LV� QRWHZRUWK\� WKDW� LQ� PRVWSDSHUV� GHDOLQJ� ZLWK� /D�±[1D[0Q2�±γ�� QRGDWD� KDYH� EHHQ� UHSRUWHG� RQ� WKH�PDJQHWRUH�VLVWLYH� UHVSRQVH� RI� WKHVH� PDWHULDOV�� D� SD� $�,�7RYVWRO\WNLQ�HW�DO����(IIHFW�RI�WKH�FU\VWDO���� ��� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� UDPHWHU� RI� SDUWLFXODU� LPSRUWDQFH� IRU� WKHLUSUDFWLFDO�DSSOLFDWLRQV�7KH� PDJQHWLF� EHKDYLRU� DV� ZHOO� DV� IHD�WXUHV� RI� WKH� UHODWLRQVKLS� EHWZHHQ� HOHFWULFDQG�PDJQHWLF� SURSHUWLHV� RI�/D�±[1D[0Q2�±γFRPSRXQGV� ZHUH� VWXGLHG� LQ� GHWDLO� LQ� >��@�7R�H[SODLQ�WKH�UHVXOWV�RI�PDJQHWLF�DQG�HOHF�WULF�PHDVXUHPHQWV�� WKH� DXWKRUV� HPSOR\HG�DK\SRWKHVLV� VWDWLQJ� WKDW� WKH� PDJQHWLF� VWDWHRI� /D�±[1D[0Q2�±γ VDPSOHV� LV� LQKRPRJHQH�RXV� DQG� WKDW� WKUHH� SKDVHV�� QDPHO\� IHUUR�PDJQHWLF�PHWDOOLF��)0���IHUURPDJQHWLF�LQVX�ODWLQJ� �),��� DQG� QRQPDJQHWLF� RQH�� FRH[LVWZLWKLQ� WKH� VDPSOH� YROXPH�� +RZHYHU�� WKHUHLV�QR�GLUHFW� FRQILUPDWLRQ�RI� WKH� H[LVWHQFH�RIWKRVH�SKDVHV��7KH�DLP�RI�WKLV�ZRUN�LV�WR�FODU�LI\�WKH�HIIHFW�RI�ERWK�WKH�1D GRSLQJ�OHYHO�DQGWKH�FU\VWDO�VWUXFWXUH�GHIHFWLYHQHVV�RQ�PDJQH�WRUHVLVWLYH�FKDUDFWHULVWLFV�DQG�PDJQHWLF�SKDVHFRPSRVLWLRQ� RI� /D�±[1D[0Q2��γ VDPSOHV� LQWKH�FRPSRVLWLRQ�UDQJH�ZKHUH�IHUURPDJQHWLF�WR�SDUDPDJQHWLF� WUDQVLWLRQ� SRLQW� LV� QHDUURRP�WHPSHUDWXUH�7KH� VDPSOHV� IRU� WKLV� LQYHVWLJDWLRQ� ZHUHSUHSDUHG� E\� VROLG� VWDWH� UHDFWLRQ� XVLQJ� DS�SURSULDWH� PL[WXUHV� RI� H[WUD� SXULW\� JUDGH/D�2� DQG� 0Q�2��� DQG� UHDJHQW� JUDGH1D�&2��� GULHG� SUHOLPLQDULO\� DW� ����� .����� .�� DQG� ���� .�� UHVSHFWLYHO\�� 7KHVWRLFKLRPHWULF�DPRXQWV�RI�VWDUWLQJ�UHDJHQWVZHUH� PL[HG� DQG� KRPRJHQL]HG� IRU� �� WR� �� KE\� EDOO� PLOOLQJ� LQ� GLVWLOOHG� ZDWHU�� $IWHUHYDSRUDWLQJ� WKH� UHVLGXDO� ZDWHU�� WKH� PL[�WXUHV�ZHUH� GULHG� DW� ���Ü����.� DQG� SDVVHGWKURXJK� D� FDSURQH� VLHYH��$IWHU�SUHOLPLQDU\DQQHDOLQJ� ������.����K���ZHW�KRPRJHQL]LQJPLOOLQJV�ZHUH� UHSHDWHG��$IWHU� DGGLQJ� DTXH�RXV� VROXWLRQ� RI� SRO\YLQ\O� DOFRKRO� DV� WKHELQGHU��WKH�SRZGHU�ZDV�SUHVVHG�LQWR�GLVNV�RI���PP�LQ�GLDPHWHU�DQG��Ü��PP�LQ�WKLFNQHVV�ZKLFK�ZHUH�WKHQ�VLQWHUHG�IRU���K�DW������.�7KH�0Q�� DQG�0Q�� FRQWHQWV�ZHUH�GHWHU�PLQHG� E\� WLWUDWLRQ� ZLWK� LRGLQH� WKLRVXOIDWHVROXWLRQ�� ,RGLQH� LQ�WKH�SRWDVVLXP�LRGLGH�VR�OXWLRQ� ZDV� UHSODFHG� E\� FKORULQH� UHVXOWLQJIURP� WKH�GLVVROXWLRQ�RI� D�ZHLJKHG�PDQJDQ� LWH� VDPSOH� LQ� K\GURFKORULF� DFLG� >��@�� 1DFRQWHQW� ZDV� GHWHUPLQHG� E\� IODPH� SKRWRPH�WU\�XVLQJ�GLVVROYHG�PDQJDQLWH�VDPSOHV��'H�WDLOV� RI� WKH� ;�UD\� DQG� HOHFWULF� VWXGLHV� DUHGHVFULEHG� LQ� >��@�� 0DJQHWRUHVLVWDQFH� ZDVPHDVXUHG� LQ� ILHOGV� XS� WR� ��� N2H� DQG� ZDVGHWHUPLQHG�DV��ρ Ü�ρ +��ρ��ZKHUH�ρ LV�UHVLV�WLYLW\�LQ�]HUR�PDJQHWLF�ILHOG��DQG�ρ+��LQ�WKHH[WHUQDO�ILHOG�+�,Q� WKLV� ZRUN�� ZH� KDYH� VWXGLHG/D�±[1D[0Q2��γ VROLG�VROXWLRQV�ZLWK�² ������������������������DQG�������&KHPLFDO�DQDO\�VLV� RI� WKH� VDPSOHV� KDV� VKRZQ� WKDW� DEVROXWHORVVHV�RI�VRGLXP��∆[��LQFUHDVH�LQ�SURSRUWLRQWR� [�� $W� WKH� VDPH� WLPH�� UHODWLYH� ORVVHV� ∆[�[�� DUH� DOPRVW� WKH� VDPH� IRU� DOO�[ YDOXHVDQG� YDU\�ZLWKLQ� WKH� UDQJH� RI� ��� WR� �����$EVROXWH� DQG� UHODWLYH� VRGLXP� ORVVHV�� WKHFRQWHQW�RI�PDQJDQHVH��0QWRWDO��EHLQJ�LQ�GLI�IHUHQW�YDOHQFH�VWDWHV��0Q�� DQG�0Q�����PDQ�JDQHVH� IRUPDO�FKDUJH�0Q)&�DV�ZHOO�DV�R[\�JHQ� QRQ�VWRLFKLRPHWU\� FRHIILFLHQW� γ�� DV� UH�VXOWLQJ� IURP� WKH� FKHPLFDO� DQDO\VLV� RI/D�±[1D[0Q2��γ VDPSOHV�� DUH� SUHVHQWHG� LQ7DEOH���� ,W� LV� VHHQ� WKDW� D� ORZHULQJ� RI� WKHSRVLWLYH�FKDUJH�LQ�ODQWKDQXP�VXEODWWLFH��RF�FXUULQJ� XSRQ� VXEVWLWXWLRQ� RI� 1D IRU� /D�GRHV� QRW� UHVXOW� LQ� D�0Q)&� LQFUHDVH�� LQ� DF�FRUGDQFH�ZLWK�HDUOLHU�ILQGLQJV�>����������@�7KH� GHWDLOHG� VWXGLHV� RI� WKH� GRSHG� PDQ�JDQLWH�VWUXFWXUH�ZKHUH�R[\JHQ�FRQWHQW�GHYL�DWHV� IURP� WKH� LGHDO� VWRLFKLRPHWULF� YDOXH�KDYH� VKRZQ� WKDW� IRUPDWLRQ� RI� PDQJDQLWHVKDYLQJ� GHILFLHQF\� DQG� H[FHVV� RI� R[\JHQ� RF�FXUV� LQ� GLIIHUHQW�ZD\V�� 6R��/D�±[1D[0Q2��γPDQJDQLWHV�ZLWK�D�QHJDWLYH�γ YDOXH�FRQWDLQYDFDQFLHV� LQ� R[\JHQ� VXEODWWLFH�� WKH�QXPEHUWKHUHRI� LV�HTXDO�WR�γ��2Q�WKH�FRQWUDU\��R[\�JHQ� H[FHVV� ZLWK� UHJDUG� WR� WKH� LGHDOVWRLFKLRPHWULF�YDOXH�UHVXOWV�LQ�IRUPDWLRQ�RIYDFDQFLHV� LQ� FDWLRQ� VXEODWWLFHV�� DQG� WKXV�IRU� /D�±[1D[0Q2��γ FRPSRXQGV� ZLWK� γ !����/D�±[0[0Q��±δ2� IRUPXOD�LV�PRUH�DSSURSUL�DWH� >������Ü��@�� %DVLQJ� RQ� WKH� DQDO\VLV� RIWKH� GDWD� RI� QHXWURQ� VFDWWHULQJ� DQG� ;�UD\ 7DEOH���� $EVROXWH� �∆[�� DQG� UHODWLYH� �∆[�[�� VRGLXP� ORVVHV�� FRQWHQW� RI�0QWRWDO��0Q�� DQG�0Q���PDQJDQHVH�IRUPDO�FKDUJH�0Q)&��DQG�R[\JHQ�QRQ�VWRLFKLRPHWU\�FRHIILFLHQW�γ UHVXOWHG�IURP�FKHPL�FDO�DQDO\VLV�RI�/D�±[1D[0Q2��γ VDPSOHV [ ∆[ ∆[�[ 0QWRWDO��� 0Q����� 0Q����� 0Q)& γ���� ������ ���� ���� ���� ��� ���� ��������� ������ ���� ���� ���� ��� ���� ��������� ������ ���� ���� ���� ��� ���� ��������� ����� ���� ���� ���� ��� ���� Ü��������� ����� ���� ���� ���� ��� ���� Ü����� $�,�7RYVWRO\WNLQ�HW�DO����(IIHFW�RI�WKH�FU\VWDO���� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� ��� GLIIUDFWLRQ��WKH�DXWKRUV�RI�>��Ü��@�FRQFOXGHWKDW� DW�γ !���� WKH� YDFDQFLHV� DUH� GLVWULEXWHGDOPRVW� HTXDOO\� EHWZHHQ� WKH� ODQWKDQXP� DQGPDQJDQHVH� VXEODWWLFHV�� DQG� WKHLU� QXPEHU�19�� LQ� HDFK� VXEODWWLFH� FDQ� EH� HVWLPDWHG� DV19 �γ����γ���7KH�YDFDQF\�QXPEHUV�IRU�HDFKRI� WKH� VXEODWWLFHV� LQ�/D�±[1D[0Q2��γ FDOFX�ODWHG�DFFRUGLQJ�WR�WKLV�SURFHGXUH�DUH�VKRZQLQ� )LJ����� $V� LV� VHHQ�� 19 LQ� ODQWKDQXPVXEODWWLFH� LV� UDWKHU� JUHDW� �a������ IRU� DOO�[YDOXHV�� ,Q�PDQJDQHVH� VXEODWWLFH�� WKH� FRUUH�VSRQGLQJ� QXPEHU� LV� PD[LPDO� LQ/D����1D����0Q2��γ�� DV� [ JURZV�� 19 GH�FUHDVHV� DQG� UHDFKHV� ]HUR� DW� ² ������� 2QWKH� FRQWUDU\�� WKH� QXPEHU� RI� YDFDQFLHV� LQR[\JHQ� VXEODWWLFH� GLIIHUV� IURP� ]HUR� RQO\LQ� WKH� VDPSOHV� ZLWK�² ������ DQG� ������ 7KHWRWDO�QXPEHU�RI�YDFDQFLHV� �19WRWDO�� LV�PLQLPDODW����� ≤ ² ≤ ������ZKLFK� LV�VKRZQ�LQ� LQVHW�RI)LJ����7KH�[�UD\�GLIIUDFWLRQ�VWXGLHV�KDYH�VKRZQWKDW� WKH� V\QWKHVL]HG� PDWHULDOV� DUH� VLQJOH�SKDVH� RQHV� DQG� WKHLU� VWUXFWXUH� LV� FKDUDF�WHUL]HG� E\� WKH� UKRPERKHGUDOO\� GLVWRUWHG� �5�__°��SHURYVNLWH�FHOO��7KH�UHVXOWV�RI�WKH�VWUXF�WXUDO�SDUDPHWHUV�UHILQHPHQW�IRU�WKH�VRGLXPGRSHG� ODQWKDQXP�PDQJDQLWHV� DUH� SUHVHQWHGLQ�7DEOH����7KH�WROHUDQFH�IDFWRU�W ZDV�GHWHU�PLQHG�DV W = 5__/D + 5__2 √� (5__0Q + 5__2) � ��� ZKHUH�5__/D��5__0Q��DQG�5__2 DUH�PHDQ�LRQLF�UDGLLLQ� ODQWKDQXP��PDQJDQHVH� DQG� R[\JHQ� VXEODW�WLFHV��UHVSHFWLYHO\��)RU�FDOFXODWLRQV��WKH�IROORZ�LQJ� UDGLL� YDOXHV� ZHUH� XVHG�� 50Q�� �����c�50Q�� �����c DQG�52�� ����c >�@��7KH�WRO� )LJ����� 1XPEHU� RI� YDFDQFLHV� LQ� ODQWKDQXP�PDQJDQHVH�DQG�R[\JHQ�VXEODWWLFHV�DV�D�IXQF�WLRQ�RI� WKH�QRPLQDO�VRGLXP�FRQWHQW��[�� ,QVHWVKRZV� WRWDO� DPRXQW� RI� YDFDQFLHV� LQ� DOO� WKHVXEODWWLFHV� 7DEOH����6WUXFWXUDO�SDUDPHWHUV�RI�/D�±[1D[0Q2�±γ PDQJDQLWHV² ���� ���� ���� ���� ����8QLW�FHOO�SDUDPHWHUVD�c� ��������� ��������� ��������� ��������� ���������F�c� ���������� ���������� ���������� ���������� ����������9�c�� ��������� ��������� ��������� ��������� ���������F�D ������ ������ ������ ������ ������3RVLWLRQV�RI�R[\JHQ�LRQV[2�D �������� �������� �������� �������� ��������,QWHUDWRPLF�GLVWDQFHV��c�0Q±2 �������� �������� �������� �������� ��������0Q±2±0Q DQJOH��GHJUHHV��������� �������� �������� �������� ��������7ROHUDQFH�IDFWRUW ������ ������ ������ ������ ������$JUHHPHQW�IDFWRUV5E ��� ���� ���� ���� ���� ����5I ��� ���� ���� ���� ���� ���� 1RWH��$WRPLF�SRVLWLRQV�LQ�WKH�5 �__F VWUXFWXUH��/D �D������������0Q �E����������2���H��[2 ������� $�,�7RYVWRO\WNLQ�HW�DO����(IIHFW�RI�WKH�FU\VWDO���� ��� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� HUDQFH� IDFWRU� GHVFULEHV� TXDQWLWDWLYHO\� WKHGHYLDWLRQ�GHJUHH�RI�D� ODWWLFH�IURP�WKH� LGHDOSHURYVNLWH�RQH��ZKHUH�W ����$V�LV�VHHQ�IURP7DEOH����LQGHSHQGHQW�RI�WKH�[ YDOXH��WKHUH�LVQR� QRWLFHDEOH� FKDQJHV� LQ� W�� 0Q±2 ERQGOHQJWKV� DQG� DQJOHV� LQ�0Q±2±0Q FKDLQ�� LQFRPSOLDQFH� ZLWK� WKH� FKHPLFDO� DQDO\VLV� UH�VXOWV� VWDWLQJ� WKDW� IRU� /D�±[1D[0Q2��γ V\V�WHP�� WKH� FKDQJHV� LQ� WKH�PDQJDQHVH�YDOHQFHVWDWH� DUH� QHJOLJLEOH� ZLWKLQ� WKH� UDQJH���� ≤ ² ≤ �����)LJ����VKRZV�WHPSHUDWXUH�GHSHQGHQFHV�RIUHVLVWLYLW\� DQG� PDJQHWRUHVLVWDQFH� IRU/D�±[1D[0Q2��γ VDPSOHV�� 7KH� ρ�7�� GHSHQG�HQFH� VKRZV� D� PD[LPXP�� LWV� WHPSHUDWXUH�7S��ULVHV�ZLWK�LQFUHDVLQJ�VRGLXP�FRQWHQW��,QWKH� ORZ� WHPSHUDWXUH� UHJLRQ� �7 ��7S��� WKHWHPSHUDWXUH� FRHIILFLHQW� RI� UHVLVWDQFH� H[�FHHGV�]HUR��Gρ�G� !����PHWDOOLF�FKDUDFWHU�RIFRQGXFWLYLW\��� WKDW� LV� FKDUDFWHULVWLF� RI� WKHIHUURPDJQHWLF�VWDWH�RI�PDQJDQLWHV��$W�KLJKWHPSHUDWXUHV� �7 !�7S��� WKH� FRQGXFWLYLW\� LVRI�DFWLYDWLRQ�W\SH��Gρ�G� �����ZKLFK�LV�JHQ�HUDOO\�REVHUYHG�LQ�WKH�SDUDPDJQHWLF�VWDWH�RIPDQJDQLWHV� >����@��$QDO\VLV�RI�WKH�WHPSHUD�WXUH� GHSHQGHQFHV� RI� PDJQHWRUHVLVWDQFH� FDQSURYLGH� PRUH� SUHFLVH� LQIRUPDWLRQ� DERXWPDJQHWLF�VWDWH�RI�WKH�VDPSOHV��7KH�SHDN�RQWKH�05�7��FXUYH�LV�DVVRFLDWHG�ZLWK�D�WUDQVL�WLRQ� IURP�SDUD�� WR� IHUURPDJQHWLF� VWDWH��$QDGGLWLRQDO� FRQWULEXWLRQ� WR� PDJQHWRUHVLV�WDQFH� ZKLFK� EHFRPHV� HVSHFLDOO\� HYLGHQW� LQORZ� WHPSHUDWXUH� UHJLRQ� LV� DVVRFLDWHG� ZLWKWKH� VSLQ�GHSHQGHQW� FKDUJH� WUDQVIHU� DFURVVWKH�UHJLRQV�ZKLFK�DUH�VWUXFWXUDOO\�DQG�PDJ�QHWLFDOO\�GLVRUGHUHG�>��Ü��@��,Q�PRVW�FDVHV� WKH� &XULH� WHPSHUDWXUH� FRLQFLGHV� ZLWK� WKDWRI� WKH� SHDN� LQ�05�7�� FXUYH�� DQG� LQ� WKLVZRUN��7& ZDV�GHILQHG�DV� WKH�SHDN�WHPSHUD�WXUH� RQ�05 YV� 7 GHSHQGHQFH�� $� FRQVLGHU�DEOH�GHYLDWLRQ�RI�7S IURP�7& IRU�WKH�VDPSOHZLWK� [ ������� DV� ZHOO� DV� WKH� GRXEOH�SHDNFKDUDFWHU� RI� ρ���� GHSHQGHQFH� IRU� [ �����HYLGHQFH� WKH� KLJK� PDJQHWLF� LQKRPRJHQHLW\RI�WKHVH�PDWHULDOV�>��@�,Q� )LJ����� FRPSDUHG� DUH� GHSHQGHQFHV� RI05 RQ�PDJQHWLF� ILHOG�+ IRU� WKH�PDQJDQLWHVZLWK�[ ������DQG�������$W�7 ����.��05�+�FXUYHV� H[KLELW� D� NLQN� QHDU� +FU �����N2H�ZKHUHDV� DW� + ��+FU DQG� + !�+FU�� PDJQH�WRUHVLVWDQFH� LV� DOPRVW� OLQHDU� IXQFWLRQ� RIPDJQHWLF� ILHOG�� ,Q� GRSHG� PDQJDQLWHV�� VXFKFKDUDFWHU�RI�05�+��EHKDYLRU�LV�DQ�HYLGHQFHRI WKH�)0�SKDVH�FRH[LVWHQFH�ZLWK�RWKHU�RQHZKLFK�LV�VLPXOWDQHRXVO\�PDJQHWLFDOO\�GLVRU�GHUHG� DQG� ORZ�FRQGXFWLYH� RU� LQVXODWLQJ >����Ü��@� 7KH� ODWWHU�SKDVH� LV�PDLQO\�FRQFHQ�WUDWHG�QHDU�LQWHUJUDLQ�ERXQGDULHV�RU�YDFDQ�FLHV�� $W� KLJK� ILHOGV� �+ !�+FU��� WKH� PDLQFRQWULEXWLRQ�WR�PDJQHWRUHVLVWDQFH� LV�GXH�WRWKH� IRUPHU� SKDVH�� ZKHUHDV� WKH� ORZ�ILHOGFRPSRQHQW� �/)05�� LV� FDXVHG�E\� VSLQ�SRODU�L]HG� WXQQHOLQJ�RU� VSLQ�GHSHQGHQW� VFDWWHULQJRI�FKDUJH�FDUULHUV�DW�WKH�UHJLRQV�RI�UHGXFHGFRQGXFWLYLW\�DQG�SURYLGHV� LQGLUHFW� LQIRUPD�WLRQ�RQ�WKH�DPRXQW�DQG�IHDWXUHV�RI�ORZ�FRQ�GXFWLYH� LQFOXVLRQV� >��Ü��@�� )RU/D����1D����0Q2��γ VDPSOH�� WKH� YDOXH� RI/)05� GHWHUPLQHG� E\� H[WUDSRODWLQJ� RI� WKH05�+�� FXUYHV� IURP� D� KLJK� ILHOG� UHJLRQ� WR+ ���� HTXDOV� ����� ��� $V� [ LQFUHDVHV� WR������/)05�LV�ORZHUHG�WR���������DQG�WKHQUHPDLQV� DOPRVW� FRQVWDQW� XSRQ� IXUWKHU� LQ�FUHDVH� LQ�[��7KHVH�GDWD�JLYH�DGGLWLRQDO�HYL�GHQFH� WKDW� DPRXQW� RI� WKH�PDJQHWLFDOO\�GLV�RUGHUHG�SKDVH�GHFUHDVHV�ZLWK�D�ULVH�LQ�[��LQIXOO� FRPSOLDQFH�ZLWK� WKH� UHVXOWV� RI� HOHFWULFPHDVXUHPHQWV� �VHH� )LJ������ $W� 7 �����.�WKH� PDJQHWRUHVLVWDQFH� PHDVXUHG� LQ� ��� N2H )LJ����� 0DJQHWRUHVLVWDQFH� YV� ILHOG� GHSHQG�HQFHV�DW����DQG�����.� )LJ����� 7HPSHUDWXUH� GHSHQGHQFHV� RI� UHVLVWLY�LW\� �D�� DQG� PDJQHWRUHVLVWDQFH� �E�� IRU/D�±[1D[0Q2��γ VDPSOHV� $�,�7RYVWRO\WNLQ�HW�DO����(IIHFW�RI�WKH�FU\VWDO���� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� ��� PDJQHWLF� ILHOG� VKRZV� D�PD[LPXP� ������� LQWKH� VDPSOH�ZLWK�[ ������� )RU� WKLV� FRPSRVL�WLRQ��WKH�05 YV�+ GHSHQGHQFH�LV�DOPRVW�OLQ�HDU� �VHH� )LJ������ 'HYLDWLRQ� RI� [ IURP� ����JLYHV� ULVH� WR� ERWK� D� GHFUHDVH� LQ�05 DQG� LQ�FUHDVH�LQ�QRQOLQHDULW\�RI�05�+��FXUYHV��,W�LVQRWHZRUWK\� WKDW�� IRU� WKH� EXON� VDPSOHV� RIRWKHU�GRSHG�PDQJDQLWH�EDVHG�V\VWHPV��WKH�PDJ�QHWRUHVLVWDQFH� DW� URRP� WHPSHUDWXUH� GRHV� QRWH[FHHG��Ü�����LQ�ILHOGV�XS�WR����N2H�>�����@�$FFRXQWLQJ� IRU� D� KLJK� GHJUHH� RI� WKH�05�+�OLQHDULW\�LQ�/D����1D����0Q2��γ VDPSOHV��VXFKPDWHULDOV�FDQ�EH�XVHG�LQ�VHQVLQJ�HOHPHQWV�RIPDJQHWLF�ILHOG�PHDVXULQJ�GHYLFHV�'HVSLWH�WKH�IDFW�WKDW�0Q)&�LV�DOPRVW�FRQ�VWDQW�� WKH� &XULH� WHPSHUDWXUH� LQFUHDVHVPRQRWRQLFDOO\�DV�[ JURZV�IURP������WR������)LJ������ 7R� XQGHUVWDQG� EHWWHU� D� UHDVRQ� IRUVXFK�WKH�EHKDYLRU�RI�WKH�1D�GRSHG�PDQJDQ�LWHV��ZH�FDUULHG�RXW�105�VWXGLHV�RQ�PDQJD�QHVH� QXFOHL�� 7KH� DQDO\VLV� RI� VXFK� VSHFWUDFDQ� JLYH� PRUH� GHWDLOHG� LQIRUPDWLRQ� DERXWWKH� PDJQHWLF� SKDVH� FRPSRVLWLRQ� DQG� LQKR�PRJHQHLW\� LQ� /D�±[1D[0Q2��γ�� ,W� LV� NQRZQWKDW��ZKHQ�SODFHG� LQ�PDJQHWLF� ILHOG�+HII��DQXFOHDU� VSLQ� SHUIRUPV� D� SUHFHVVLRQ� DURXQGDQ�D[LV�FRLQFLGHQW�LQ�GLUHFWLRQ�ZLWK�WKDW�RI+HII�� DQG� WKXV�� XVLQJ� WKH� PDJQHWLF� UHVR�QDQFH�WHFKQLTXH�� LW� LV�SRVVLEOH�WR�GHWHUPLQHWKH�FRUUHVSRQGLQJ�UHVRQDQFH�IUHTXHQF\��)RUPDJQHWLFDOO\�RUGHUHG�PHGLD��+HII LV�WKH�VXPRI� H[WHUQDO� DQG� LQWHUQDO� PDJQHWLF� ILHOGV�7KH� 105� VSHFWUD� RQ� PDQJDQHVH� QXFOHLPHDVXUHG�LQ�]HUR�H[WHUQDO�ILHOG�SURYLGH�WKHLQIRUPDWLRQ� RQ� ORFDO� HQYLURQPHQW� DQG� YD�OHQFH�VWDWH�RI�PDJQHWLFDOO\�RUGHUHG�0Q LRQV>��Ü��@��7KLV�UHVXOWV�IURP�WKH�IDFW�WKDW�WKHQXFOHDU�VSLQV�DUH�FRXSOHG�ZLWK�VXUURXQGLQJHOHFWURQ� PRPHQWV� WKURXJK� WKH� K\SHUILQHILHOG�%KI ���π�γ�$�6!��ZKHUH�γ LV�WKH�J\UR�PDJQHWLF� UDWLR� KDYLQJ� WKH� YDOXH� GHSHQGLQJRQ�WKH�QXFOHXV�W\SH��$��WKH�K\SHUILQH�LQWHU�DFWLRQ�FRQVWDQW��DQG��6!�LV�WKH�PHDQ�YDOXH RI� WKH� LRQ� HOHFWURQ� VSLQ� RI� >������@�� )RU0Q�� LRQV� �6 ������ ZLWK� WKH� W�J� HOHFWURQFRQILJXUDWLRQ�� WKH� JURXQG� VWDWH� LV� WKH� �)VLQJOHW�� DQG� WKLV� UHVXOWV� LQ�]HUR�VSLQ�GLSROHFRQWULEXWLRQ� WR� K\SHUILQH� LQWHUDFWLRQ�� ,QWKLV� FDVH�� %KI�� ZKLFK� LV� GXH� WR� WKH� )HUPLFRQWDFW� LQWHUDFWLRQ� >��Ü��@�� LV� SUDFWLFDOO\LVRWURSLF�DQG�JLYHV�ULVH�WR�D�UHODWLYHO\�VKDUS105� OLQH� FHQWHUHG� QHDU� ���� 0+]� DW� ORZWHPSHUDWXUHV� �a�� .�� >��Ü��@�� +\SHUILQHILHOG�RQ�0Q�� LRQV��6 ����KDV�D�VXEVWDQWLDODQLVRWURSLF� FRQWULEXWLRQ� IURP� WKH� VSLQ�GL�SROH�ILHOG�RI�G[�Ü\� RU�G�]�ÜU� RUELWDO�VWDWHV�DQG� WKLV� UHVXOWV� LQ� D� GLVWULEXWLRQ� RI� WKH105�IUHTXHQFLHV�LQ�D�ZLGH�UDQJH�IURP����WR� ����0+]� >��Ü��@�� )RU� WKH� FDVH�ZKHUH� DIDVW�PRYHPHQW�RI�HOHFWURQ�IURP�D�0Q�� LRQWR�WKH�QHLJKERULQJ�0Q�� RQH�RFFXUV��WKH�K\�SHUILQH� ILHOGV� RQ� WKH�PDQJDQHVH� QXFOHL� DUHDYHUDJHG� RXW�� ZLWK� UHODWLYH� FRQWULEXWLRQIURP�0Q�� DQG�0Q�� LRQV� EHLQJ� GHSHQGHQWRQ� WKHLU� FRQFHQWUDWLRQV�� ,I� PDQJDQHVH� LRQVDUH�IHUURPDJQHWLFDOO\�RUGHUHG��WKH�OLQHV�VKLIWWRZDUGV�D�ORZ�IUHTXHQF\�VLGH�DQG�WKHLU�LQWHQ�VLW\�LV�UHGXFHG�ZLWK�WKH�WHPSHUDWXUH�ULVH�)LJ���� VKRZV� 105� VSHFWUD� DW� ��� .� IRU/D�±[1D[0Q2��γ ZLWK� [ ������� ������ DQG������7KH�FRPSOH[�VKDSH�RI�WKH�VSHFWUD�LQGL�FDWHV� WKDW� WKHUH� DUH� VHYHUDO� SURFHVVHV� WKDWPDNH� FRQWULEXWLRQV� WR� WKH� UHVXOWDQW� FXUYH�)RU� DOO� WKH� VDPSOHV�� WKH� VSHFWUD� DUH� ZHOOGHVFULEHG�E\�D�VXSHUSRVLWLRQ�RI�WKUHH�*DXVV�LDQ�OLQHV��$Q�DWWHPSW�WR�OLPLW�WKH�GHFRPSR�VLWLRQ� RQO\� WR� WZR� OLQHV� KDV� JLYHQ� XQVDWLV�IDFWRU\� UHVXOWV�� 7KH� SRVLWLRQ� RI� WKH� PRVWLQWHQVH� SHDN� )�� FRUUHVSRQGV� WR� WKH� IUH�TXHQF\�DW�ZKLFK�WKH�QXFOHDU�PDJQHWLF�UHVR� )LJ�����105�VSHFWUD�IRU�/D�±[1D[0Q2��γ VDP�SOHV�ZLWK�² �������������DQG������ )LJ�����&XULH�WHPSHUDWXUH�DV�D�IXQFWLRQ�RI�WKHQRPLQDO�VRGLXP�FRQWHQW� $�,�7RYVWRO\WNLQ�HW�DO����(IIHFW�RI�WKH�FU\VWDO���� ��� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� QDQFH�ZDV� REVHUYHG� DW� ���.� LQ� RWKHU�PDQ�JDQLWHV� ZLWK� 0Q)& ���� >��Ü��@�� 7KLV� HYL�GHQFHV� WKDW� WKH�SHDN�)��EHORQJV� WR� WKH�)0SKDVH�� IRU�ZKLFK� K\SHUILQH� ILHOGV� DUH� DYHU�DJHG�RXW�GXH�WR�WKH�IDVW�PRWLRQ�RI�HOHFWURQVEHWZHHQ� WKH� PDQJDQHVH� VLWHV�� 7ZR� RWKHUSHDNV� FDQ�EH� DVFULEHG� WR� ORFDOL]HG� VWDWHV�RIWKH� WUL�� DQG� WHWUDYDOHQW�0Q LRQV� EHORQJLQJWR� WKH� )� SKDVH�� LWV� DSSHDUDQFH� LQ/D�±[1D[0Q2��γ VDPSOHV� EHLQJ� SUHGLFWHG� LQ>��@�� )RU� HDFK� OLQH�� ERWK� WKH� SRVLWLRQ� DQGUHODWLYH� LQWHQVLW\�FKDQJH�RQO\�VOLJKWO\�ZLWKFKDQJLQJ�[��WKXV�LQGLFDWLQJ�WKDW�WKH�SURSHU�WLHV� RI� WKH�PDJQHWLFDOO\� RUGHUHG� SKDVHV� FR�H[LVWLQJ�ZLWKLQ�D�VDPSOH�YROXPH�DUH�SUDFWL�FDOO\�LQGHSHQGHQW�RI�WKH�VRGLXP�FRQWHQW��$VLV�VHHQ�IURP�LQVHW�LQ�)LJ�����IRU�HDFK�OLQH��DPD[LPXP� IUHTXHQF\� GHYLDWLRQ� REVHUYHGXSRQ� [ YDULDWLRQ� GRHV� QRW� H[FHHG� �� 0+]�7KHVH� GDWD�� ZKLOH� DJUHHLQJ� ZHOO� ZLWK� WKHFKHPLFDO� DQG� ;�UD\� VWUXFWXUH� DQDO\VLV� UH�VXOWV� VWDWLQJ� WKDW� 0Q)&� LV� DOPRVW� LQGH�SHQGHQW� RI� WKH� VRGLXP� FRQWHQW�� GR� QRW� H[�SODLQ�WKH�DVFHQGLQJ�FKDUDFWHU�RI�WKH�7& YV�[GHSHQGHQFH��7KH�RQO\�SDUDPHWHU�WKDW�LV�YDU�LHG�HVVHQWLDOO\�ZLWK�[ LV�WKH�ZLGWK�RI�WKH�OLQHFRUUHVSRQGLQJ�WR�WKH�)0�SKDVH��∆)� GHFUHDVHVDV�[ FKDQJHV�IURP������WR������DQG�LQFUHDVHVXSRQ�IXUWKHU�ULVH�LQ�[ �)LJ����� 7KH�∆)� YV�[GHSHQGHQFH� FRUUHODWHV� ZLWK� WKH� EHKDYLRU� RIWKH� WRWDO� QXPEHU� RI� YDFDQFLHV�� 19WRWDO�[��DQG� WKHVH� GDWD� VKRZ� WKDW� DW� ��� .� WKH� )0SKDVH�LV�TXLWH�ZHOO�KRPRJHQHRXV�LQ�PDQJDQ�LWHV�ZLWK�[ ������DQG� OHVV�KRPRJHQHRXV�LQWKH� UHVW� RI� WKH� VDPSOHV�� 7KHVH� FKDQJHV�KRZHYHU�� DUH� QRW� VR� HVVHQWLDO� WR� EH� DEOH� WRH[SODLQ� WKH� ZKROH� FRPSOH[� RI� WKH� PDJQH�WRWUDQVSRUW�SURSHUWLHV�RI�WKH�1D GRSHG�PDQ�JDQLWHV��HVSHFLDOO\�DW�[ ������� ,W�ZDV�QRWHG�DERYH�WKDW�WKH�105�VSHFWUDREWDLQHG� LQ� WKH� DEVHQFH� RI� DQ\� H[WHUQDOPDJQHWLF� ILHOG� SURYLGH� LQIRUPDWLRQ� RQO\� RQWKH� SURSHUWLHV� RI� WKH� PDJQHWLFDOO\� RUGHUHGSKDVHV�� +RZHYHU�� LW� IROORZV� IURP� WKH05�+��GHSHQGHQFHV�WKDW�DOUHDG\�DW����.�DOOWKH�VDPSOHV�FRQWDLQ�WKH�PDJQHWLFDOO\�GLVRU�GHUHG� ORZ�FRQGXFWLYH�SKDVH�DQG�WKH�VPDOOHULV�[�� WKH� KLJKHU� LV� LWV� FRQWHQW� �VHH� )LJ�����7DNLQJ� LQWR� DFFRXQW� WKH� UHVXOWV� RI� ERWKFKHPLFDO� DQDO\VLV� DQG� 105� VWXGLHV�� WKHVDPH� FRQFOXVLRQ� IROORZV� IURP� WKH� DQDO\VLVRI� UHVLVWLYLW\� EHKDYLRU�� DW� FRQVWDQW� 0Q)&DQG�LQVLJQLILFDQW�SDUDPHWHU�FKDQJH�RI�PDJ�QHWLFDOO\�RUGHUHG�SKDVHV��WKH�LQFUHDVH�LQ�WKHDEVROXWH�ρ YDOXH�DW�[ ORZHULQJ�LV�RQO\�SRVVL�EOH�LI�WKH�DPRXQW�RI�WKH�PDJQHWLFDOO\�GLVRU�GHUHG� ORZ�FRQGXFWLYH� SKDVH� LQFUHDVHV�� ,QFRPSOLDQFH�ZLWK�WKLV�SLFWXUH� LV�DOVR�WKH�EH�KDYLRU�RI�WKH�WHPSHUDWXUH�GHSHQGHQFH�RI�UH�VLVWLYLW\�HYLGHQFLQJ�WKH�KLJKO\�LQKRPRJHQH�RXV� PDJQHWLF� VWDWH� RI� WKH� VDPSOHV� ZLWK[ ≤ �����5HWXUQLQJ�QRZ�WR�)LJ�����ZH�FDQ�VHH�WKDWLQ�WKH�VDPSOHV�ZLWK�[ ≤ ������WKH�WRWDO�QXP�EHU� RI� YDFDQFLHV� LQFUHDVHV� ZLWK�[ DQG� WKDWWKH� PRVW� SDUW� WKHUHRI� LV� ORFDOL]HG� LQ� WKHPDQJDQHVH� VXEODWWLFH�� 7DNLQJ� LQWR� DFFRXQWWKH� IDFW� WKDW� WKH� &XULH� WHPSHUDWXUH� RI� DIHUURPDJQHW� LV� UHGXFHG� DV� WKH� QXPEHU� RIPDJQHWLF� LRQV� LQ� WKH� QHDUHVW� QHLJKERUKRRGRI� D� VSHFLILF� LRQ� GHFUHDVHV� >�����@�� WKH� UH�GXFHG�7& YDOXHV� VKRXOG� EH� H[SHFWHG� LQ� WKHYLFLQLW\� RI� WKH� YDFDQFLHV� LQ� PDQJDQHVHVXEODWWLFH��)RU�WKLV�UHDVRQ��DV�[ GHFUHDVHV�LQ/D�±[1D[0Q2��γ VDPSOHV� ZLWK� [ ≤ ������ WKHIROORZLQJ� SURFHVVHV� DUH� H[SHFWHG� WR� RFFXU�WKH�PDJQHWLF�WUDQVLWLRQ�EHFRPHV�EURDGHQHG�WKH� DPRXQW� RI� WKH� PDJQHWLFDOO\� GLVRUGHUHGSKDVH� JHWV� LQFUHDVHG�� DQG�� WKXV�� WKH� PHDQ7& YDOXH� LV� UHGXFHG�� ,W� LV� MXVW� WKLV� SLFWXUHWKDW� LV�REVHUYHG� LQ�H[SHULPHQW��WKH�FRQFHQ�WUDWLRQ� GHSHQGHQFHV� RI� 7& DQG� QXPEHU� RIYDFDQFLHV� LQ�PDQJDQHVH� VXEODWWLFH� FRUUHODWHZHOO�ZLWK�HDFK�RWKHU��,W�LV�SHUWLQHQW�WR�QRWHWKDW�R[\JHQ�LRQV�DOVR�SOD\�DQ�LPSRUWDQW�UROHLQ� H[FKDQJH� LQWHUDFWLRQV� EHWZHHQ� WKH� PDQ�JDQHVH� LRQV�� +RZHYHU�� IRU� WKH� VDPSOHVXQGHU�LQYHVWLJDWLRQ��7& GHSHQGV�VOLJKWO\�RQWKH� QXPEHU� RI� WKH� R[\JHQ� YDFDQFLHV�� 6XFKDQ�HIIHFW�PD\�EH�FDXVHG�E\�WKH�IDFW�WKDW�WKHUHODWLYH� DPRXQW� RI� WKH� YDFDQFLHV� LV� IDUVPDOOHU�LQ�R[\JHQ�VXEODWWLFH�WKDQ�LQ�PDQJD�QHVH�RQH�$�FRUUHODWLRQ�EHWZHHQ�WKH�QXPEHU�RI�YD�FDQFLHV� LQ� PDQJDQHVH� VXEODWWLFH� DQG� &XULHWHPSHUDWXUH�ZDV�REVHUYHG�LQ�>��@�GHYRWHG�WRLQYHVWLJDWLRQ� RI�1D�GRSHG� PDQJDQLWHV�� 7KHDXWKRUV� DOVR� SRLQWHG� RXW� WKDW�� DOWKRXJK )LJ�����'HSHQGHQFH�RI�WKH�)��OLQHZLGWK�RQ�[�,QVHW�VKRZV�UHVRQDQFH�IUHTXHQFLHV�RI�WKH�)��)��DQG�)��OLQHV�DV�IXQFWLRQV�RI�[� $�,�7RYVWRO\WNLQ�HW�DO����(IIHFW�RI�WKH�FU\VWDO���� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� ��� 0Q)&� NHHSV� FRQVWDQW� ZLWK� WKH� LQFUHDVLQJVRGLXP�FRQWHQW��WKH�FKDQJH�FKDUDFWHU�RI�WKHXQLW� FHOO� SDUDPHWHUV� �GHFUHDVLQJ� ERWK� WKHFHOO� YROXPH� DQG� UKRPERKHGUDO� GLVWRUWLRQDQJOH��LV�DOVR�GLUHFWHG�WRZDUGV�HQKDQFHPHQWRI� WKH� GRXEOH� H[FKDQJH� LQWHUDFWLRQ� DQG�7&HOHYDWLRQ�� )RU� WKH� VDPSOHV� VWXGLHG� LQ� WKHSUHVHQW� ZRUN�� WKH� FKDQJH� FKDUDFWHU� RI� WKHXQLW�FHOO�SDUDPHWHUV�DJUHHV�ZLWK�WKH�UHVXOWVRI� >��@��+RZHYHU��WKH�VL]H�RI�WKHVH�FKDQJHVGRHV�QRW� H[FHHG�������DV�[ LQFUHDVHV� IURP�����WR�������,W�VKRXOG�DOVR�EH�QRWHG�WKDW�DWFRQVWDQW�0Q)&�� WKH� FKDQJH�RI� WKH�XQLW� FHOOSDUDPHWHUV� LV� D� UHVXOW� RI� WKH� YDFDQF\� FRQ�FHQWUDWLRQ� FKDQJH�� DQG� WKXV� WKDW� RI� 19�SDUWLFXODUO\� LQ�0Q VXEODWWLFH�� LV� WKRXJKW� WREH� WKH� DFWXDO� RULJLQ� RI� WKH� VWURQJ� GHSHQG�HQFH� RI�7& RQ�[��7KLV� LGHD� DJUHHV�ZLWK� WKHGDWD� REWDLQHG� RQ� WKH� PDQJDQLWHV� RI� RWKHUV\VWHPV�� 6R�� LQYHVWLJDWLRQ� RI� WKH� R[\JHQQRQVWRLFKLRPHWU\�SDUDPHWHU��γ��HIIHFW�RQ�7&RI� /D�����6U�����0Q2��γ �γ ³ ��� VDPSOHV� KDVVKRZQ� WKDW� WKH� LQFUHDVH� LQ� γ����γ�� UDWLR� E\������UHVXOWV�LQ�7& ORZHULQJ�E\������HYHQ�IRUWKH� FDVH�ZKHUH�7& VKRXOG� LQFUHDVH� GXH� WR� WKHFKDQJH�LQ�0Q)&�>��@�7R�FRQFOXGH��WKH�VWUXFWXUH�RI�/D�±[1D[0Q2��γVDPSOHV� V\QWKHVL]HG� E\� WKH� VROLG� SKDVHPHWKRG� LV� FKDUDFWHUL]HG� E\� UKRPERKHGUDOO\GLVWRUWHG� SHURYVNLWH� FHOO�� 7KH� YDOHQFH� VWDWHRI� 0Q UHPDLQV� HVVHQWLDOO\� XQFKDQJHG� DV�[YDULHV� IURP� ����� WR� ������ WKH� UHGXFWLRQ� LQWKH�SRVLWLYH�FKDUJH�RI�ODQWKDQXP�VXEODWWLFHFDXVHG� E\� WKH� LQFUHDVH� LQ� VRGLXP� FRQWHQWRFFXUV� GXH� WR� WKH� IRUPDWLRQ� RI� YDFDQFLHVHLWKHU�LQ�FDWLRQ�VXEODWWLFH�RU�LQ�ERWK�FDWLRQDQG�DQLRQ�RQHV��7KH�QXPEHU�RI�YDFDQFLHV�LQPDQJDQHVH� VXEODWWLFH� LV� FRQFOXGHG� WR� EHPD[LPDO� LQ� /D����1D����0Q2��γ�� LW� GLPLQ�LVKHV�ZLWK� LQFUHDVLQJ�[ DQG�UHDFKHV�]HUR�DW² ������� 7KH� QXPEHU� RI� YDFDQFLHV� LQ� R[\�JHQ�VXEODWWLFH�GLIIHUV�IURP�]HUR�RQO\�LQ�WKHVDPSOHV�ZLWK�² ������DQG�������105�VSHF�WUD� RQ� WKH� PDQJDQHVH� QXFOHL� DUH� ZHOO� GH�VFULEHG� E\� D� VXSHUSRVLWLRQ� RI� WKUHH� OLQHVFRUUHVSRQGLQJ� WR� GLIIHUHQW�PDJQHWLFDOO\� RU�GHUHG�SKDVHV��7KH�PRVW�LQWHQVH�SHDN�)��EH�ORQJV� WR� WKH� )0� SKDVH� ZKHUH� K\SHUILQHILHOGV�DUH�DYHUDJHG�RXW�GXH�WR�WKH�IDVW�PR�WLRQ� RI� HOHFWURQV� EHWZHHQ� WKH� QHLJKERULQJPDQJDQHVH�VLWHV��&RQFHQWUDWLRQ�GHSHQGHQFH�RIWKLV� SHDN�ZLGWK� FRUUHODWHV�ZLWK� WKH�EHKDYLRURI�WKH�WRWDO�DPRXQW�RI�YDFDQFLHV�DQG�H[KLELWVD�PLQLPXP�LQ�WKH�PDQJDQLWHV�ZLWK�[ ������,W� LV� VKRZQ� WKDW� WKH� FKDQJH� LQ�SURSHUWLHV� RIWKH� PDJQHWLFDOO\� RUGHUHG� SKDVHV� LV� LQVXIIL�FLHQW� WR� H[SODLQ� WKH� ZKROH� FRPSOH[� RI� WKHPDJQHWRWUDQVSRUW� SURSHUWLHV� RI� 1D GRSHGPDQJDQLWHV��HVSHFLDOO\�DW�[ �������� ,W� IROORZV� IURP� WKH�05�+�� GHSHQGHQFHVWKDW�DOO� WKH� VDPSOHV�FRQWDLQ�D�PDJQHWLFDOO\GLVRUGHUHG� ORZ�FRQGXFWLYH� SKDVH� DQG� LWVDPRXQW�LV�JUHDWHU�LQ�WKH�VDPSOHV�ZLWK�ORZHU[ YDOXHV�� ,W� LV� VKRZQ�WKDW� WKH�ULVH� LQ�DEVR�OXWH� UHVLVWLYLW\� YDOXH� RFFXUULQJ� DV� [ LQ�FUHDVHV� LV� DOVR� DVVRFLDWHG�ZLWK� WKH� LQFUHDVHLQ� WKH� DPRXQW� RI� WKH� PDJQHWLFDOO\� GLVRU�GHUHG�ORZ�FRQGXFWLYH�SKDVH��7KH�EHKDYLRU�RIWKH� UHVLVWLYLW\� WHPSHUDWXUH� GHSHQGHQFH� HYL�GHQFHV� D� KLJK� PDJQHWLF� LQKRPRJHQHLW\� RIWKH�PDQJDQLWH� VDPSOHV� ZLWK�[ ≤ ������ ,W� LVFRQFOXGHG� WKDW� LQKRPRJHQHRXV� PDJQHWLFVWDWH� HVSHFLDOO\� FKDUDFWHULVWLF� RI� WKH� VDP�SOHV�ZLWK�VPDOOHU�[ YDOXHV� LV�FDXVHG�E\�WKHLQFUHDVHG�DPRXQW�RI�YDFDQFLHV�LQ�PDQJDQHVHVXEODWWLFH�� 7KH� &XULH� WHPSHUDWXUH� LQ� WKH/D����1D����0Q2��γ V\VWHP� LQFUHDVHV� PRQR�WRQLFDOO\�DV�[ FKDQJHV�IURP������WR�������$FRUUHODWLRQ� LV� HVWDEOLVKHG�EHWZHHQ� WKH�FKDU�DFWHU� RI� FRQFHQWUDWLRQ�LQGXFHG�7& FKDQJHV�RQ� WKH� RQH� KDQG�� DQG� 19 LQ� PDQJDQHVHVXEODWWLFH�� RQ� WKH� RWKHU� KDQG�� ,W� LV� VKRZQWKDW� WKH� FKDQJH� FKDUDFWHU� RI� WKH� XQLW� FHOOSDUDPHWHUV� �GHFUHDVH� LQ� ERWK� WKH� FHOO� YRO�XPH� DQG� UKRPERKHGUDO� GLVWRUWLRQ� DQJOH�� LVDOVR� GLUHFWHG� WRZDUGV� WKH� HQKDQFHPHQW� RIGRXEOH�H[FKDQJH�DQG�7& HOHYDWLRQ��7KH�GDWDDUH�SUHVHQWHG�ZKLFK�VKRZ�WKDW�WKH�FRQWULEX�WLRQ� WR� WKH� 7& LQFUHDVH� FDXVHG� E\� WKH�19FKDQJH�LQ�PDQJDQHVH�VXEODWWLFH�LV�PRUH�LP�SRUWDQW� WKDQ� WKDW� FDXVHG� E\� WKH� FKDQJH� RIWKH�XQLW�FHOO�SDUDPHWHUV��0DJQHWRUHVLVWDQFHPHDVXUHG� DW� URRP� WHPSHUDWXUH� LQ� ��� N2HILHOG� H[KLELWV� D� PD[LPXP� ���� ��� LQ� WKHVDPSOHV� ZLWK�[ ������� )RU� WKH� VDPSOHV� RIWKLV� FRPSRVLWLRQ�� 05�+�� GHSHQGHQFH� LVFORVH�WR�WKH� OLQHDU�RQH��ZKLFK�VWUHVVHV�JRRGSURVSHFWV� IRU� XWLOL]DWLRQ� RI� VXFK� PDWHULDOVLQ�WKH�PDJQHWLF�ILHOG�PHDVXUHPHQW�GHYLFHV�7KLV�ZRUN�KDV�EHHQ�VXSSRUWHG�LQ�SDUW�E\WKH� 6FLHQFH� DQG� 7HFKQRORJLFDO� &HQWHU� LQ8NUDLQH��3URMHFW�1R�������5HIHUHQFHV���(�2�:ROODQ�� :�&�.RHKOHU�� 3K\V��5HY��� ������������������$��0�� +DJKLUL�*RVQHW�� -��3�5HQDUG�� -��3K\V�'��$SSO��3K\V�������5��������������<�7DNXUD�� $�8UXVKLEDUD�� <�0RULWRPR� HW� DO��-��3K\V��6RF��-DS����������������������-�1RZRWQ\�� 0�5HNDV�� -��$P��&HUDP��6RF��� ��������������� 9�$�vKHUHSDQRY��/�<X�%DUNKDWRYD�9�9�9RURQLQ�-��6ROLG�6WDWH�&KHP���������������������<�7DNHGD��6�1DNDL��7�.RMLPD�HW�DO���0DW��5HV�%XOO���������������������5�$�/HZLV��-��6XSHUFRQG���������������������5�'�6KDQQRQ�� $FWD� &U\VWDOORJU��6HFW��$��� �������������� $�,�7RYVWRO\WNLQ�HW�DO����(IIHFW�RI�WKH�FU\VWDO���� ��� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� ���0�.�*XENLQ�� 7�0�3HUNDOLQD�� $�%�%\NRY�9�$�&KXEDUHQNR�� )L]��7YHUG��7HOD�� ���� ���������������7�0�3HUHNDOLQD�� /�<D�6KDSLUR�� ,�(�/LSLQVNL�6�$�&KHUNL]\DQ�� )L]��7YHUG��7HOD�� ���� ��������������,�2�7UR\DQFKXN��2�6�0DQW\WVND\D��(�)�6KDSR�YDORYD��6�1�3DVWXVKRQRN��)L]��0HW��0HWDOORJU���������������������+�;X��4�&DR��<�6KHQ��6�=KDQJ��1DQMLQJ�8QL�YHUVLW\�*RQJHQJ�&DOLOLDR���������������������6�/�<H��:�+�6RQJ�� 6�*�:DQJ� HW� DO���-��$SSO�3K\V���������������������� $�<X�*DQLQ��/RPRQRVRY�,QWHUQHW�-��� 6HFW����&RPPXQ� �������������������7�6KLPXUD��+�7RVKLPXUD��0�<RVKL\NLO� HW� DO��-��6ROLG�6WDWH�&KHP�����������������������(�$�)LORQRYD�� 1�$�=D\WVHYD�� $�1�3HWURY��=K�)L]��.KLP����������������������*�$�%\FKNRY��9�,�3DYORY��$�.�%RJXVK��*�,�.DU�WDVKRYD�� LQ�� $EVWU��%RRN� RI� ;9,,,� $OO�8QLRQ&RQI��RQ�3K\VLFV�RI�0DJQHWLF�3KHQRPHQD��.D�OLQLQ���������S�����>LQ�5XVVLDQ@�����5�1�6LQJK�� &�6KLYDNXPDUD�� 1�<�9DVDQ�WKDFKDUD\D� HW� DO��� -��6RO�� 6W�� &KHP��� ����� �������������6�=RXDUL�� /�5DQQR�� $�&KHLNK�5RXKRX�� 6ROLG6WDWH�&RPPXQXV����������������������/�9�%RURYVNLNK�� *�$�0D]R�� 9�0�,YDQRY�9HVWQ��0RVN��8QLY��6HU�����.KLPL\D�� ���� ��������������:�%RXMHOEHQ�� $�&KHLNK�5RXKRX�� 0�(OORX]H�-�&�-RXEHUW�� -��0DJQ��0DJQ��0DWHU��� ���Ü���������������� ����6�-LQ�� 7�+�7LHIHO�� 0�0F&RUPDFN� HW� DO��� 6FL�HQFH����������������������$�*�%HORXV��2�,�9�\XQRY��(�9�3DVKNRYD�HW�DO��,QRUJ��0DWHU����������������������%�&�7RILHOG��:�5�6FRWW��-��6ROLG�6WDWH�&KHP���������������������-�$�0�9DQ� 5RRVPDOHQ�� (�+�3�&RUGIXQNH�5�%�+HOPKROGW�� +�:�=DQGEHUJHQ�� -��6RO�� 6W�&KHP�����������������������-�7RHSIHU�� -�%�*RRGHQRXJK�� &KHP��0DWHU��� ������������������5�*URVV�� /�$OII�� %�%XFKQHU� HW� DO��� -��0DJQ�0DJQ��0DWHU�����������������������$�*XSWD��*�4�*RQJ��*�;LDR� HW� DO���3K\V��5HY�%�����������������������+�<�+ZDQJ�� 6��:�&KHRQJ�� 1�3�2QJ�� %�%DW�ORJJ��3K\V��5HY��/HWW�����������������������$�,�7RYVWRO\WNLQ�� $�1�3RJRULO\�� 6�0�.RYWXQ�/RZ�7HPS��3K\V����������������������$�$QDQH��&�'XSDV��.�/H�'DQJ�HW�DO���-��3K\V�&RQGHQV��0DWWHU���������������������%�'DEURYVNL��.�5RJDFNL��;�;LRQJ�HW�DO���3K\V�5HY��%����������������������0�0�6DYRVWD�� 3�1RYDN�� =�-LUDN� HW� DO��� 3K\V�5HY��/HWW�����������������������*�3DSDYDVVLOLRX�� 0�)DUGLV�� 0�%HOHVL� HW� DO��3K\V��5HY��/HWW����������������������0�0�6DYRVWD��(�(�6RORY\RY��3LV�PD�=�(NVS�7HRU�)L]����������������������0�0�6DYRVWD�� $�6�.DUQDFKHY�� 6�.UXSLFND� HWDO���3K\V��5HY���%�������������������=�%XNRYVNL�� %�'DEURYVNL�� -�0DLV� HW� DO��� -�$SSO��3K\V������������������� {¹ãÒm��ËÁË}�Óº°�L�}¯Ò°�ÈãL�Óº��°�¯�}��¯Ò�ÓÈäÈ�ÓL�ÓÒ®�°�ÈÓ�ãË�ºmÈÓÒ²�ÓÈ�¯L¼ä�äÈÓ�ÈÓL�Lm�ãÈÓ�ÈÓ� |�,��ºm°�ºãÒ�}LÓ��k�l��º�º¯LãÒ®��{�{�zº�ºm�k���rLãº�°��|�´��{� Óºm iº°ãL�ÎËÓº� °�¯�}��¯ÓL�� ËãË}�¯Ò�ÓL�� äÈ�ÓL�º¯ËÏÒ°�ÒmÓL� �È� ¯ËϺÓÈÓ°ÓL� mãȰ�Òmº°�LϯÈÏ}Lm� /D�±[1D[0Q2��γ�� °ÒÓ�ËϺmÈÓÒ²� äË�º�ºä� �m˯�ºÁÈÏÓÒ²� ¯ËÈ}�L®�� �º}ÈÏÈÓº�� �ºmÈãËÓ�ÓÒ®� °�ÈÓ� äȯ�ÈÓ� � ¹¯È}�Ò�Óº� ÓË� ÏäLÓ ¼� °«� ¹¯Ò� ÏäLÓL� [ mL� ����� �º� �����ÏÓÒÎËÓÓ«�¹ºÏÒ�ÒmÓº�º�Ïȯ«���m�¹L��¯È��L�ãÈÓ�ÈÓ��¹¯Ò�Ï­Lã �ËÓÓL�mäL°���ÓÈ�¯L mL�­��mȼ� °«� ÏÈ� ¯È²�Óº}� Áº¯ä�mÈÓÓ«� mÈ}ÈÓ°L®� �� }È�LºÓÓÒ²�� È­º� º�Óº�ȰӺ� �� }È�LºÓÓÒ²� LÈÓLºÓÓL®� ¹L��¯È�}Ȳ�� {Ò«mãËÓº�� �º�� }¯Lä� äÈ�ÓL�Óº� m¹º¯«�}ºmÈÓÒ²� ÁÈÏ�� m°L� ϯÈÏ}ÒäL°�«� äÈ�ÓL�Óº�ÓËm¹º¯«�}ºmÈÓ��°ãÈ­º¹¯ºmL�Ó��ÁÈÏ��ÓÈmL� ¹¯Ò�ÓÒÏ }Ò²��Ëä¹Ë¯È��¯È²���� z��� ¹¯Ò�ºä�� ��� }Lã }L°� ­Lã �È� �� ϯÈÏ}Ȳ� LÏ� äËÓ�Òä� ÏÓÈ�ËÓÓ«ä� ²�� �Ëä¹Ë¯È��¯Èz ¯L� �7&�� �� °Ò°�ËäL� /D�±[1D[0Q2��γ äºÓº�ºÓÓº� ϯº°�ȼ� ¹¯Ò� ÏäLÓL� [ mL� ����� �º� �����{°�ÈÓºmãËÓº�}º¯Ëã«�L äLÎ�mËãÒ�ÒÓÈäÒ�Ï­�ã �ËÓÓ«�7& L�ÏäËÓ�ËÓÓ«�}Lã }º°�L�mÈ}ÈÓ°L®��¹L��¯È��L�äȯ�ÈÓ� ���º}ÈÏÈÓº���º�¹¯Ò�ÏäLÓL�[ ²È¯È}�˯�ÏäLÓÒ�¹È¯ÈäË�¯Lm�ËãËäËÓ�ȯ�Óº��}ºäL¯}Ò��ÏäËÓ�ËÓÓ«�º­�¼ä��}ºäL¯}Ò�L�}��È�¯ºä­ºË�¯Ò�Óº���ËÁº¯äÈ�L����È}ºÎ�°¹¯«�äºmÈÓÒ®�ÓÈ�¹L�°ÒãËÓÓ«�¹º�mL®Óº�º�º­äLÓ��L�¹L�mÒ�ËÓÓ«�7&��lÈ�ÓL�ºº¹L¯��l|���mÒäL¯«�ÓÒ®� ¹¯Ò� }LäÓÈ�ÓL®� �Ëä¹Ë¯È��¯L� m� ¹ºãL� ��� }p�� äȼ� äÈ}°Òä�ä� ���� ��� �� ϯÈÏ}Ȳ� Ï[ �������iã«�ϯÈÏ}Lm�� º�º�°}ãÈ���ÏÈãËÎÓL°� 0|�+�� ­ãÒÏ }È��º�ãLÓL®Óº����º�¼�¹Ë¯�°¹Ë}�ÒmÓÒä��ã«�mÒ}º¯Ò°�ÈÓÓ«��È}Ò²�äÈ�˯LÈãLm���¹¯Ò°�¯º«²��ã«�mÒäL¯ mÈÓÓ«�äÈ�ÓL��Óº�º�¹ºã«� $�,�7RYVWRO\WNLQ�HW�DO����(IIHFW�RI�WKH�FU\VWDO���� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� ���
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-139549
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 1027-5495
language English
last_indexed 2025-11-28T20:08:03Z
publishDate 2004
publisher НТК «Інститут монокристалів» НАН України
record_format dspace
spelling Tovstolytkin, A.I.
Pogorily, A.N.
Kotov, V.V.
Belous, A.G.
V’yunov, O.I.
2018-06-20T17:58:57Z
2018-06-20T17:58:57Z
2004
Effect of the crystal structure defectiveness on magnetic state of sodium-doped lanthanum manganites / A.I. Tovstolytkin, A.N. Pogorily, V.V. Kotov, A.G. Belous , O.I. V’yunov // Functional Materials. — 2004. — Т. 11, № 4. — С. 721-729. — Бібліогр.: 37 назв. — англ.
1027-5495
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/139549
Structural, electric, magnetoresistive, and resonance properties of La₁-xNaxMnO₃₊y samples synthesized by solid phase reactions have been studied. It is shown that the valence state of manganese remains essentially unchanged as x increases from 0.08 to 0.16: the positive charge reduction in lanthanum sublattice caused by the increase in sodium content occurs due to formation of vacancies either in cation sublattices or in both cation and anion ones. In addition to magnetically ordered phases, all the samples have been found to contain the magnetically disordered low-conductive phase even at low temperatures (77 K), and its amount is greater in the samples with the lower x values. The Curie temperature (T&) for La₁-xNaxMnO₃₊y system rises monotonically as x changes from 0.08 to 0.16. A correlation is revealed between the characters of concentration induced changes in T& and number of vacancies in manganese sublattice. It is shown that, as x changes, the change character of the unit cell parameters (the diminution in both the cell volume and rhombo-hedral distortion angle) is also directed towards an enhancement of the ferromagnetic double exchange interaction and the TC elevation. The magnetoresistance (MR) measured at room temperature in 15 kOe field exhibits a maximum (20 %) in the samples with x = 0.12. For the samples of this composition, MR(+) dependence is close to the linear one, which stresses a good utilization prospect of such materials in the magnetic field measurement devices.
Исследованы структурные, электрические, магниторезистивные и резонансные свойства образцов La₁-xNaxMnO₃₊y , синтезированных методом твердофазных реакций. Показано, что валентное состояние марганца практически не изменяется при изменении х от 0,08 до 0,16: снижение положительного заряда в подрешетке лантана при увеличении содержания натрия совершается за счет формирования вакансий в катионных, или одновременно в катионных и анионной подрешетках. Обнаружено, что, кроме магнитоупорядоченных фаз, все образцы содержат магнитно неупорядоченную слабопроводящую фазу даже при низких температурах (77 К), причем ее количество больше в образцах с меньшим значением х. Температура Кюри (T&) в системе La₁-xNaxMnO₃₊y монотонно возрастает при изменении x от 0,08 до 0,16. Обнаружена корреляция между величинами роста T& и уменьшения количества вакансий в подрешетке марганца. Показано, что при изменении x характер изменения параметров элементарной ячейки (уменьшение объема ячейки и угла ромбоэдрической деформации) также направлен на усиление двойного обмена и повышение T&. Магнитосопротивление (МС), измеренное в поле 15 кЭ при комнатной температуре, имеет максимум (20 %) в образцах с x = 0,12. Для образцов этого состава зависимость МС(+) близка к линейной, что перспективно для использования таких материалов в устройствах для измерения магнитного поля.
Досліджєно структурні, електричні магніторезистивні та резонансні властивості зразків La₁-xNaxMnO₃₊y , синтезованих методом твердофазних реакцій. Показано, що валентний стан марганцю практично не змінюється при зміні x від 0,08 до 0,16: зниження позитивного заряду в підгратці лантану при збільшенні вмісту натрію відбувається за рахунок формування вакансій у катіонних, або одночасно у катіонних і аніонній підгратках. Виявлено, що, крім магнітно впорядкованих фаз, всі зразки містять магнітно невпорядковану слабопровідну фазу навіть при низьких температурах (77 К), причому її кількість більша у зразках із меншим значенням х. Температура Кюрі (T&) у системі La₁-xNaxMnO₃₊y монотонно зростає при зміні x від 0,08 до 0,16. Встановлено кореляцію між величинами збільшення T& і зменшення кількості вакансій у підгратці марганцю. Показано, що при зміні x характер зміни параметрів елементарної комірки (зменшення об’єму комірки і кута ромбоедричної деформації) також спрямований на підсилення подвійного обміну і підвищення T&. Магнітоопір (МО), виміряний при кімнатній температурі в полі 15 кЕ, має максимум (20 %) у зразках з x = 0,12. Для зразків цього складу залежність M0(H) близька до лінійної, що є перспективним для використання таких матеріалів у пристроях для вимірювання магнітного поля.
en
НТК «Інститут монокристалів» НАН України
Functional Materials
Effect of the crystal structure defectiveness on magnetic state of sodium-doped lanthanum manganites
Вплив дефектності кристалічної структури на магнітний стан легованих натрієм манганітів лантану
Article
published earlier
spellingShingle Effect of the crystal structure defectiveness on magnetic state of sodium-doped lanthanum manganites
Tovstolytkin, A.I.
Pogorily, A.N.
Kotov, V.V.
Belous, A.G.
V’yunov, O.I.
title Effect of the crystal structure defectiveness on magnetic state of sodium-doped lanthanum manganites
title_alt Вплив дефектності кристалічної структури на магнітний стан легованих натрієм манганітів лантану
title_full Effect of the crystal structure defectiveness on magnetic state of sodium-doped lanthanum manganites
title_fullStr Effect of the crystal structure defectiveness on magnetic state of sodium-doped lanthanum manganites
title_full_unstemmed Effect of the crystal structure defectiveness on magnetic state of sodium-doped lanthanum manganites
title_short Effect of the crystal structure defectiveness on magnetic state of sodium-doped lanthanum manganites
title_sort effect of the crystal structure defectiveness on magnetic state of sodium-doped lanthanum manganites
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/139549
work_keys_str_mv AT tovstolytkinai effectofthecrystalstructuredefectivenessonmagneticstateofsodiumdopedlanthanummanganites
AT pogorilyan effectofthecrystalstructuredefectivenessonmagneticstateofsodiumdopedlanthanummanganites
AT kotovvv effectofthecrystalstructuredefectivenessonmagneticstateofsodiumdopedlanthanummanganites
AT belousag effectofthecrystalstructuredefectivenessonmagneticstateofsodiumdopedlanthanummanganites
AT vyunovoi effectofthecrystalstructuredefectivenessonmagneticstateofsodiumdopedlanthanummanganites
AT tovstolytkinai vplivdefektnostíkristalíčnoístrukturinamagnítniistanlegovanihnatríêmmanganítívlantanu
AT pogorilyan vplivdefektnostíkristalíčnoístrukturinamagnítniistanlegovanihnatríêmmanganítívlantanu
AT kotovvv vplivdefektnostíkristalíčnoístrukturinamagnítniistanlegovanihnatríêmmanganítívlantanu
AT belousag vplivdefektnostíkristalíčnoístrukturinamagnítniistanlegovanihnatríêmmanganítívlantanu
AT vyunovoi vplivdefektnostíkristalíčnoístrukturinamagnítniistanlegovanihnatríêmmanganítívlantanu