Specific features of the magnetic-field dependences of electrical resistivity in Bi–Mn solid solutions with low Mn content

Автор(и)

  • A. V. Terekhov B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine https://orcid.org/0000-0002-1186-2314
  • V. M. Yarovyi B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine https://orcid.org/0009-0009-9947-5391
  • Yu. A. Kolesnichenko B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine https://orcid.org/0000-0001-5770-631X
  • K. Rogacki Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences, Wrocław 50-422, Poland https://orcid.org/0000-0003-2665-4777
  • E. Lähderanta Lappeenranta University of Technology, School of Engineering Science, Lappeenranta 53850, Finland https://orcid.org/0000-0002-1596-2849
  • E. V. Khristenko B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine Kharkіv 61103 https://orcid.org/0000-0002-1458-1956
  • A. L. Solovjov B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine Kharkіv 61103, Ukraine
    Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences, Wrocław 50-422, Poland
    Lappeenranta University of Technology, School of Engineering Science, Lap-peenranta 53850, Finland     https://orcid.org/0000-0001-8858-1177

DOI (Low Temperature Physics):


https://doi.org/10.1063/10.0044254

Ключові слова:

magnetic field dependences of electrical resistance, positive magnetoresistance, textured polycrystal, α-BiMn phase, bismuth

Анотація

Досліджено польові залежності магнітоопору текстурованого полікристала Bi88.08Mn11.92 у конфігураціях H ⊥ I та H || I, а також проведено їх порівняння з відповідними залежностя-ми для твердого розчину Bi95.69Mn3.69Fe0.62 з меншою кон-цен¬трацією марганцю. Показано, що польові залежності магнітоопору Bi88.08Mn11.92 суттєво відрізняються від зале-жностей для Bi95.69Mn3.69Fe0.62 нижче 100 К та стають приб-лизно однаковими при наближенні до кімнатної температу-ри. Встановлено, що максимальні значення відносного магнітоопору Bi88.08Mn11.92 для обох конфігурацій H ⊥ I та H || I спостерігаються за напруженості поля 90 кЕ та темпе-ратури 100 К і становлять 3170% та 380% відповідно. Ці значення істотно менші, ніж отримані раніше для твердого розчину з нижчим вмістом марганцю (Bi95.69Mn3.69Fe0.62): 3877% та 742% відповідно. Аналіз результатів свідчить про те, що відмінності в польових залежностях досліджених матеріалів пов’язані з різним вмістом магнітної фази α-BiMn. Аномальна поведінка магнітоопору, порівняно з чистим вісмутом, зумовлена впливом внутрішнього магнетизму на електропровідність у вісмутовій матриці досліджених твердих розчинів.

Посилання

L. A. Fal’kovskii, Phys. Usp. 11, 1 (1968). https://doi.org/10.1070/PU1968v011n01ABEH003721

V. S. Edel’man, Phys. Usp. 20, 819 (1977). https://doi.org/10.1070/PU1977v020n10ABEH005467

O. Prakash, A. Kumar, A. Thamizhavel, and S. Ramakrishnan, Science 355, 52 (2017). https://doi.org/10.1126/science.aaf8227

P. Lejay, P. de Rango, A. Sulpice, B. Giordanengo, R. Tournier, R. Retoux, S. Deslandes, C. Michel, M. Hervieu, and B. Raveau, Rev. Phys. Appl. 24, 485 (1989). https://doi.org/10.1051/rphysap:01989002405048500

N. B. Brandt, E. A. Svistova, Yu. G. Kashirskii, and L. V. Lyn’ko, Sov. Phys. JETP 29, 35 (1969).

D. Hsieh, D. Qian, L. Wray, Y. Xia, Y. S. Hor, R. J. Cava, and M. Z. Hasan, Nature 452, 970 (2008). https://doi.org/10.1038/nature06843

Z. K. Liu, B. Zhou, Y. Zhang, Z. J. Wang, H. M. Weng, D. Prabhakaran, S.-K. Mo, Z. X. Shen, Z. Fang, X. Dai, Z. Hussain, and Y. L. Chen, Science 343, 864 (2014). https://doi.org/10.1126/science.1245085

Y.-S. Liu, J.-C. Zhang, Z.-M. Ren, M.-A. Gu, J.-J. Yang, S.-X. Cao, and Z.-L. Yang, Chin. Phys. Lett. 27, 097502 (2010). https://doi.org/10.1088/0256-307X/27/9/097502

N. V. Rama Rao, A. M. Gabay, and G. C. Hadjipanayis, J. Phys. D 46, 062001 (2013). https://doi.org/10.1088/0022-3727/46/6/062001

V. V. Eremenko, V. A. Sirenko, I. A. Gospodarev, E. S. Syrkin, S. B. Feodosyev, I. S. Bondar, and K. A. Minakova, Low Temp. Phys. 42, 401 (2016) [Fiz. Nizk. Temp. 42, 513 (2016)]. https://doi.org/10.1063/1.4951701

V. V. Eremenko, V. A. Sirenko, I. A. Gospodarev, E. S. Syrkin, S. B. Feodosyev, I. S. Bondar, and K. A. Minakova, Low Temp. Phys. 43, 1323 (2017) [Fiz. Nizk. Temp. 43, 1657 (2017)]. https://doi.org/10.1063/1.5010320

V. Eremenko, V. Sirenko, A. Dolbin, S. Feodosyev, I. Gospodarev, E. Syrkin, I. Bondar, and K. Minakova, Solid State Phenom. 257, 81 (2017). https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.257.81

E. Yu. Beliayev, Y. K. Mishra, H.-G. Rubahn, I. A. Chichibaba, I. G. Mirzoiev, V. A. Horielyi, V. V. Andriievskyi, and A. V. Terekhov, Low Temp. Phys. 51, 1217 (2025) [Fiz. Nizk. Temp. 51, 1349 (2025)]. https://doi.org/10.1063/10.0039363

O. E. Kvitnitskaya, L. Harnagea, O. D. Feia, D. V. Efremov, and B. Büchner, and Yu. G. Naidyuk, Low Temp. Phys. 51, 856 (2025) [Fiz. Nizk. Temp. 51, 951 (2025)]. https://doi.org/10.1063/10.0036929

D. Xiao, W. Yao, and Q. Niu, Phys. Rev. Lett. 99, 236809 (2007). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.99.236809

C. E. Nebel, Nature Mater. 12, 690 (2013). https://doi.org/10.1038/nmat3724

J. Isberg, M. Gabrysch, J. Hammersberg, S. Majdi, K. K. Kovi, and D. J. Twitchen, Nature Mater. 12, 760 (2013). https://doi.org/10.1038/nmat3694

J. Pawłowski, M. Bieniek, and T. Woźniak, Phys. Rev. Appl. 15, 054025 (2021). https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.15.054025

Z. Zhu, J. Wang, H. Zuo, B. Fauqué, R. D. McDonald, Y. Fuseya, and K. Behnia, Nature Commun. 8, 15297 (2017). https://doi.org/10.1038/ncomms15297

Z. Zhu, A. Collaudin, B. Fauqué, W. Kang, and K. Behnia, Nature Phys. 8, 89 (2012). https://doi.org/10.1038/nphys2111

A. V. Terekhov, A. L. Solovjov, A. I. Prokhvatilov, V. V. Meleshko, I. V. Zolochevskii, J. Cwik, A. Los, A. D. Shevchenko, O. M. Ivasishin, and Z. D. Kovalyuk, East Eur. J. Phys. 4, 12 (2017). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2017-4-02

A. V. Terekhov, K. Rogacki, A. L. Solovjov, A. N. Bludov, A. I. Prokhvatilov, V. V. Meleshko, I. V. Zolochevskii, E. V. Khristenko, J. Cwik, A. Los, A. D. Shevchenko, Z. D. Kovalyuk, and O. M. Ivasishin, Low Temp. Phys. 44, 1153 (2018) [Fiz. Nizk. Temp. 44, 1475 (2018)]. https://doi.org/10.1063/1.5060969

A. V. Terekhov, K. Rogacki, V. M. Yarovyi, V. B. Stepanov, Yu. A. Kolesnichenko, A. D. Shevchenko, Z. D. Kovalyuk, E. Lähderanta, and A. L. Solovjov, Low Temp. Phys. 49, 998 (2023) [Fiz. Nizk. Temp. 49, 1095 (2023)]. https://doi.org/10.1063/10.0020170

A. V. Terekhov, K. Rogacki, V. M. Yarovyi, Z. D. Kovalyuk, E. Lähderanta, E. V. Khristenko, and A. L. Solovjov, Low Temp. Phys. 50, 543 (2024) [Fiz. Nizk. Temp. 50, 605 (2024)]. https://doi.org/10.1063/10.0026270

C. P. Wang, W. J. Yu, Z. S. Li, X. J. Liu, A. T. Tang, and F. S. Pan, J. Nucl. Mater. 412, 66 (2011). https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2011.02.021

A. Sarkar, and A. Basu Mallick, JOM 72, 2812 (2020). https://doi.org/10.1007/s11837-020-04134-3

N. E. Alekseevskiĭ, and T. I. Kostina, JETP 21, 807 (1965).

G. W. C. Kaye, Proc. R. Soc. London A 170, 561 (1939). https://doi.org/10.1098/rspa.1939.0049

N. B. Brandt, and E. A. Svistova, and G. Kh. Tabieva, JETP Lett. 4, 17 (1966).

Y. He, J. Gayles, M. Yao, T. Helm, T. Reimann, V. N. Strocov, W. Schnelle, M. Nicklas, Y. Sun, G. H. Fecher, and C. Felser, Nat. Commun. 12, 4576 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-24692-7

J. B. Yang, W. B. Yelon, W. J. James, Q. Cai, M. Kornecki, S. Roy, and N. Ali, and Ph. l’Heritier, J. Phys. Condens. Matter 14, 6509 (2002). https://doi.org/10.1088/0953-8984/14/25/318

A. Iwasa, A. Kondo, S. Kawachi, K. Akiba, Y. Nakanishi, M. Yoshizawa, M. Tokunaga, and K. Kindo, Sci. Rep. 9, 1672 (2019). https://doi.org/10.1038/s41598-018-38206-x

G. A. Baraff, Phys. Rev. 137, A842 (1965). https://doi.org/10.1103/PhysRev.137.A842

M. P. Vecchi, J. R. Pereira, and M. S. Dresselhaus, Phys. Rev. B 14, 298 (1976). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.14.298

V. V. Andrievskii, A. V. Butenko, Yu. F. Komnik, and V. Nikitin, Sov. J. Low Temp. Phys. 8, 421 (1982) [Fiz. Nizk. Temp. 8, 838 (1982)]. https://doi.org/10.1063/10.0030748

A. V. Butenko, and V. V. Andrievskii, Sov. J. Low Temp. Phys. 9, 458 (1983) [Fiz. Nizk. Temp. 9, 880 (1983)]. https://doi.org/10.1063/10.0030971

R. Rosenbaum, and J. Galibert, Physica B Condens. Matter 346, 291 (2004). https://doi.org/10.1016/j.physb.2004.01.092

Downloads

Опубліковано

2026-05-27

Як цитувати

(1)
A. V. Terekhov, V. M. Yarovyi, Yu. A. Kolesnichenko, K. Rogacki, E. Lähderanta, E. V. Khristenko, and A. L. Solovjov, Specific features of the magnetic-field dependences of electrical resistivity in Bi–Mn solid solutions with low Mn content, Low Temp. Phys. 52, (2026) [Fiz. Nyzk. Temp. 52, 909–917, (2026)] DOI: https://doi.org/10.1063/10.0044254.

Номер

Том 52 № 7 (2026)

Розділ

Статті

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають

1 2 3 4 5 6 7 8 > >>