Transport and magnetotransport properties of cold-pressed CrO2 powder, prepared by hydrothermal synthesis

Abstract

a b s t r a c tSubmicron powder of CrO 2 was prepared by hydrothermal synthesis method from chromium trioxide with use of special modifiers, which govern the growth of particles. Particles obtained were of rounded form with mean diameter about 120 nm. The powder (stabilized with thin surface layer of ␤-CrOOH) has been characterized by structural, X-ray and magnetic measurements. The powder under investigation (with Curie temperature about 385 K) was cold-pressed and its transport and magnetotransport properties have been measured in the temperature range 4-450 K in magnetic field up to 1.6 T. The samples studied is characterized by non-metallic temperature behavior of resistance and large negative magnetoresistance (MR) in low temperature range. At T = 5 K the MR magnitude has been −17% at H = 0.3 T and −20% at H = 1.4 T. Its magnitude decreased fast with increase in temperature reducing to 0.3% and less for T > 200 K. It is shown that this MR behavior is inherent for a system of magnetic grains with spindependent intergrain tunnelling. Some peculiarities of MR behavior in low-temperature range (below 40 K) can be associated with percolating character of tunnelling conductivity of this granular system under conditions of availability of only few conducting current paths through the sample.

Synthesis of single-domain chromium dioxide nanoparticles with high coercivity

“…According to the data reported in [5], one of the factors plays the decisive role in determination of the Н С value at the experiment temperature. Since in the case of the single-domain CrO 2 powder the Н С changed in the same direction as σ M over the whole temperature range studied (0-300 K) and was independent of the particular Н С value [6][7][8][9], the shape anisotropy should be considered as the only factor governing Н С .…”

COERCIVE FORCE IN THE SYSTEM OF FERROMAGNETIC GRANULES FOR HALF METAL CrO2 WITH PERCOLATION CONDUCTIVITY

“…Таким образом, представляет интерес рассмотреть и проанализировать температурную зависимость коэрцитивной силы H c и поля коэрцитивности H p . Ранее в работах [6,7] было обнаружено сильное отличие величин H p и H c в области низких температур. На рис.5 показан график зависимости H p (T) и H c (T) из работы [7].…”

“…ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ В работах [6,7] наблюдаемые аномалии в поведении H p (T) объяснялись тем, что при низких температурах проводимость, и, следовательно, R(H) и R(0), определяются малой объемной долей гранул, формирующих «оптимальные» проводящие цепочки с максимальной вероятностью туннелирования. Как известно, количество таких цепочек непрерывно уменьшается с понижением температуры.…”

“…Как известно, количество таких цепочек непрерывно уменьшается с понижением температуры. При этом немногочисленные проводящие перколяционные каналы, дающие основной вклад в низкотемпературную проводимость, состоят в основном из многодоменных частиц [6]. Локальные величины H c многодоменных частиц существенно меньше, чем у частиц однодоменных.…”

“…Частицы (со средним диаметром 22,9 ÷ 34 нм и средней длиной 240 ÷ 340 нм) являются, несомненно, многодоменными, так как критический размер однодоменных частиц CrO 2 составляет 200 нм. Что касается порошка, состоящего из сферических частиц, то в силу некоторого разброса размера гранул, слипания некоторых гранул, что отчетливо проявлялось на микрофотографиях, снятых в просвечивающем электронном микроскопе, и по ряду других причин, нельзя исключить, что некоторые зерна были многодоменными [6].…”