The study of electrical conductivity and the Hall effect in cobalt monosilicide and alloys based on it
| Jazyk: | ruština |
|---|---|
| Rok vydání: | 2020 |
| Předmět: | |
| DOI: | 10.18720/spbpu/3/2020/vr/vr20-4521 |
| Popis: | Данная работа посвящена исследованию электропроводности и эффекта Холла в моносилициде кобальта (CoSi) и твёрдых растворах с замещением атомов кобальта (Co) на никель (Ni) и железо (Fe). Современные исследования зонной структуры CoSi выявили отличия от модели, обычно используемой для полуметаллических соединений, в которой рассматривается несколько параболических электронных и дырочных зон с некоторым энергетическим перекрытием. Было также установлено, что данный материал обладает нетривиальной топологией зонной структуры. Целью работы является экспериментальное исследование транспортных свойств, а также анализ существующих и новых моделей их описания. В результате работы были получены температурные и концентрационные зависимости электропроводности и коэффициента Холла указанных твёрдых растворов. Измерение температурных зависимостей проводилось в диапазоне 100-800 К, концентрация Ni и Fe в твёрдых растворах достигала 10%, также были исследованы твёрдые растворы с двойным легированием. Был проведен расчёт зонной структуры материала по методу функционала электронной плотности в программном пакете QuantumEspresso. Проведен анализ возможности описания кинетических коэффициентов с использованием двузонной модели и электрон-ного спектра, полученного из первых принципов. Результаты работы также показали, что основные особенности транспортных свойств твердых растворов на основе CoSi могут быть адекватно описаны с использованием рассчитанного электронного спектра только при учете энергетической зависимости времени релаксации. This work is devoted to the study of electrical conductivity and the Hall effect in cobalt monosilicide (CoSi) and solid solutions with substitution of cobalt (Co) atoms for nickel (Ni) and iron (Fe). Recent studies of the band structure of CoSi revealed differences from the model commonly used for semimetallic compounds, in which several parabolic electron and hole bands with some energy overlap are considered. It was also found that this material has a non-trivial topology of the band structure. The aim of the work is an experimental study of transport properties, as well as an analysis of existing and new models for their description. As a result of the work, the temperature and concentration dependencies of the electrical conductivity and the Hall coefficient of the indicated solid solutions were obtained. The temperature dependencies were measured in the temperature range of 100-800 K, the concentration of Ni and Fe in solid solutions reached 10%, and solid solutions with double doping were also studied. The band structure of the material was calculated using density functional theory in the QuantumEspresso software package. The analysis of the possibility of describing kinetic coefficients using the two-band model and the electronic spectrum obtained from the first principles is carried out. The results of the work also showed that the main features of the transport properties of CoSi-based solid solutions can be adequately described using the calculated electronic spectrum only if the energy dependence of the relaxation time is taken into account. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|