Localização de Anderson e transição metal-isolante em filmes de Pb1-xEuxTe do tipo p

• Main Author: Marcelos Lima Peres
• Other Authors: Valmir Antonio Chitta
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2008
• Subjects: Localização de Anderson; PbEuTe.; transição metal isolante; Anderson localization.; metal-insulator transition; PbEuTe; seminconductors
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-29082008-081824/

Neste trabalho, realizamos o estudo da transição metal-isolante e da localização de Anderson na liga de Pb1-xEuxTe do tipo p para x variando de 0 até 0.1. As propriedades de transporte nessa liga (mobilidade, concentração de portadores e resistividade elétrica) foram obtidas utilizando o método de caracterização elétrica por efeito Hall entre as temperaturas de 300 K e 10 K. Nessa região de temperatura, foi possível observar uma transição metal-isolante para x > 0.05. Verificamos que a transição é do tipo Anderson e ocorre devido à desordem presente na liga. Para baixas temperaturas (T < 10 K) e em amostras com x > 0.01, verificamos a presença de magnetorresistência positiva e negativa aplicando campos magnéticos de até 11T. Nas amostras metálicas, a presença de magnetorresistência negativa é causada pelo efeito conhecido como localização de Anderson (efeito de interferência quântica construtiva entre as funções de onda) e a presença de magnetorresistência positiva é causada, principalmente, pelo acoplamento spin-órbita, e é chamada de antilocalização. Nas amostras isolantes, a magnetorresistência negativa é originada pelo efeito Zeeman enquanto que a magnetoresistência positiva é causada pela redução do comprimento de localização. Assim, os valores positivos e negativos da magnetoresistência têm origens diferentes dependendo do regime de condução (metálicoou isolante). Por esse motivo, o estudo dos resultados experimentais apresentados nesse trabalho foi dividido em duas partes: uma parte que trata as amostras metálicas (região de desordem fraca) e outra parte para as amostras isolantes (região de desordem forte). A partir dessa divisão, e utilizando os modelos teóricos disponíveis na literatura, foi possível fazer uma análise das medidas experimentais de magnetotransporte. Como resultado, identificamos os principais mecanismos de interação (espalhamento inelástico, efeito Zeeman, acoplamento spin-órbita, etc.) que interferem no transporte e nos efeitos de localização e antilocalização. === In this work, we investigated Anderson localization and the metal-insulator transition in p-type films of Pb1-xEuxTe for x varying from 0 up to 0.1. The transport properties of this alloy (mobility, carrier concentration and electrical resistivity) were obtained using the Hall method of electrical caracterization for temperatures ranging from 300 K down to 10 K. In this temperature range, it was possible to observe a metal-insulator transition for x > 0:05. The transition is of the Anderson type and is due to the disorder present in the alloy. For low temperatures (T < 10 K) and for samples with x > 0.01, we observed positive and negative magnetoresistance for magnetic fields up to 11 T. For metallic samples, the negative magnetoresistance originates from Anderson’s localization (constructive quantum interference effect between the wave functions) while positive magnetoresistence is caused, mainly, by the spin-orbit scattering, and it is called antilocalization. For insulating samples, negative magnetoresistance is originated from the Zeeman effect while positive magnetoresistance is caused by the localization length reduction. Therefore, positive and negative magnetoresistance values have different origins depending on the conduction regime (metallic or insulating). For this reason, our experimental investigation, presented in this work, was separated into two parts: the first one treats the metallic samples (weak-disorder regime) and the other treats the insulating samples (strong-disorder regime). From this division, and using available theoretical models, it was possible to analyze the magnetotransport experimental measurements. As a result, we identify the main interaction mechanisms (inelastic scattering, Zeeman effect, spin-orbit coupling, etc.) that interfere on the transport and localization and antilocalization effects.