Моделирование температурной зависимости осцилляций Шубникова-де Гааза в полупроводниках

Рис. 4. Изменение амплитуды осцилляций ШдГ при низких температурах с помощью формулы (5).


IV. Сравнение теории с экспериментальными данными
В работе [14] экспериментально рассмот­рены осцилляции эффекта ШдГ в монокристаллах n-Bi_2-xTl_xSe₃ и p-Sb_2-xTl_xTe₃ при температуре Т = 4.2 K. На рис. 5 приведена зависимость изменения сопротивления от сильного магнитного поля в Bi_1.99Tl_0.01Se₃ [14]. Как видно, наблюдается хорошее совпа­дение теоретических резуль­татов с экспериментальными данными.
Проанализируем влияние температуры на эффект ШдГ с помощью выражений (5), (6) и (7). Из выражения (5) можно построить изменение эффекта ШдГ при разных температурах (рис. 6). С помощью формулы (5) сначала рассмотрим осцилляции эффекта ШдГ в Bi_1.99Tl_0.01Se₃ (рис. 5). Из этих результатов следует, что с ростом температуры осцилляции магнетосопротивления уменьшаются и превращаются в сплошную линию. Это обусловлен тем, что при высоких температурах термодинамические плотности состояний в квантующем магнитном поле сглаживаются (рис. 6). Как видно из наших теоретических расчетов, осцилляции ШдГ при температуре Т = 50 К исчезают.

Рис. 5. Осцилляции магнетосопро­тив­ления R в образцах Bi_1.99Tl_0.01Se₃ при температуре 4.2K.

Рис. 6. Влияниe температуры на осцил­ля­ции магнетосопротивления в Bi_1.99Tl_0.01Se₃.


V. Заключение
Рассмотрена температурная зависимость осцилляций эффекта ШдГ с учетом термического уширения уровней Ландау. Теоретически исследовано влияниe температуры на продольное магнетосопротивление в полупроводниках. Предложен новый метод определения циклотронной эффективной массы электронов из данных осцилляций ШдГ. Получено трехмерное изображение осцилляций ШдГ в полупроводниках. Приведены сравнения теоретических результатов с экспериментальными данными для Bi_1.99Tl_0.01Se₃.