Magnetoelectric and magneto­resistive properties of the Сe_xMn_1-xS semiconductors

Abstract

The effect of electron doping on the magnetoelectric and magnetoresistivity properties of cation‐substituted antiferromagnetic СexMn1–xS (x ≤ 0.05) semiconductors at temperatures of 77–500 K in magnetic fields of up to 10 kOe was investigated. For all the compositions shifts of the temperature of the dielectric loss maximum toward higher temperature (80–500 K) with increasing magnetic field up to 10 kOe are found. The current dependence of magnetoresistance from the I–V characteristic measured in a magnetic field was established. The increase of the magnetoresistive effect with increase of the cerium ions concentration in the СexMn1–xS is found. The type of current carriers was determined on the basis of the Hall coefficient measurement. For explanation of experimental data the model of charge‐orbital ordering, including orbital glass is used.

Magnetoresistance and Electric Polarization in the LuxMn1–xS Compound

“…[ 16 ] This mechanism was proposed to explain the magnetoresistance in gadolinium‐ and cerium‐doped manganese sulfides. [ 17,18 ]…”

“…[16] This mechanism was proposed to explain the magnetoresistance in gadolinium-and cerium-doped manganese sulfides. [17,18] The substitution of 4f-ions for manganese ions changes in the conductivity caused by the formation of impurity states in the bandgap. The chemical potential lies in the vicinity of the 4f-level, which significantly affects the transport properties of the material.…”

“…The proximity of the f-level to the chemical potential gives rise to the thermopower maxima at high temperatures. [19,20] In samarium- [21] and gadolinium-doped [18] manganese sulfides, the metallic conductivity changes for semiconductor one. For the compositions with x ≥ 0.1, the type of carriers changes from hole to electron.…”

Влияние Электронного И Дырочного Допирования На Транспортные Характеристики Халькогенидных Систем

“…Интерес к моносульфиду марганца возрос, благодаря обнаружению в нем эффекта магнитосопротивления, который порядка величины −12% наблюдался в плоскости (111) α-MnS, в то время как для плоскости (100) преобладающим являлось положительное значение магнитосопротивления при температурах выше T N в магнитном поле 10 kOe [13]. Величина магниторезистивного эффекта значительно увеличилась, при допировании этой системы 3d-металлами и редкоземельными элементами [14,15].…”

Кинетические свойства твердых растворов Mn-=SUB=-1-x-=/SUB=-Gd-=SUB=-x-=/SUB=-Se

“…Катионное замещение ионов марганца переходными 3d-металлами (например: хрома и кобальта) и 4 f -элементами приводит к появлению в твердых растворах новых физических свойств, не свойственных исходному соединению [5][6][7][8]. В случае замещения катионов марганца ионами редкоземельных элементов (Gd) образуются дополнительные обменные ферромагнитные взаимодействия между ионами марганца в результате кинетического s−d-взаимодействия и возникают вырожденные электронные состояния в d-оболочке, которые могут быть сняты ян-теллеровским взаимодействием или сильными электронными корреляциями и привести к локальной электрической поляризации.…”