Magnetotransport in heterogenen Zwei-Phasen-Systemen am Beispiel der Silberchalkogenide

Abstract

Das ungewöhnliche Magnetowiderstandsverhalten der Silberchalkogenide wird im System Silberselenid, einem Halbleiter mit kleiner Bandlücke und geringer Phasenbreite, untersucht. Schon bei geringem Silberüberschuss scheidet sich das Silber in Form von Clustern und Lamellen entlang der Korngrenzen ab und führt zu einem stark heterogenen Zwei-Phasen-System. Bei einer Stöchiometrieabweichung von etwa 0.3 zeigt sich in dünnen Silberselenid-Schichten bei geringen Feldstärken ein quadratischer MR-Verlauf, das bei höheren Feldstärken in ein lineares, nicht sättigendes Verhalten übergeht. Zusätzlich hierzu ist bei dünnen Schichten und tiefen Temperaturen ein additiver Widerstandsbeitrag zu beobachten, der auf die schwache Lokalisierung, einen Quanteninterferenz-Effekt, zurückgeführt werden kann. Dieser kann dazu genutzt werden, die Mikrostrutkur dünner, heterogener Proben genauer zu untersuchen und zu bestimmen, ob in einer halbleitenden Matrix perkolierte metallische Pfade vorhanden sind. Das ungewöhnliche MR-Verhalten wird an einem Modell von Parish und Littlewood erklärt, das auf dem Widerstandsverhalten eines zweidimensionalen Netzwerks aus vierpoligen Widerständen beruht. Die experimentellen Ergebnisse bestätigen die Voraussagen des Modells bezüglich der Höhe des MR und des Übergangsfeldes von quadratischem zu linearem Verhalten auf erstaunliche Weise und zeigen, dass das Modell nicht nur den zweidimensionalen Fall, für den es formuliert wurde, erklären kann, sondern auch in dreidimensionalen Systemen gilt.