Low Temperature Physics: 47, 355 (2021); https://doi.org/10.1063/10.0004228
Физика Низких Температур: Том 47, Выпуск 5 (Май 2021), c. 387-408    ( к оглавлению , назад )

Magnetotransport properties of CrO2 powder composites(Review Article)

E. Yu. Beliayev, V. A. Horielyi, and Yu. A. Kolesnichenko

B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of UkraineKharkiv 61103, Ukraine
E-mail: beliayev@ilt.kharkov.ua

Received December 12, 2020, published online March 26, 2021

Abstract

The most significant experimental results and theoretical concepts related to chromium dioxide-based composites, according to their influence on the evolution of modern understanding of electron transport phenomena in disordered magnetic systems, are presented. It is shown that the variety of physical processes taking place inpowder materials does not allow the development of a holistic theoretical approach to describing the properties of the obtained compacted materials. The properties of composite materials depend on the anisotropy of the shape and magnetic properties of particles of which they are composed. The influence of percolation effects leads to a change in the current-carrying channels morphology with the temperature variation in an external magnetic field. This affects both the shape of the magnetoresistance hysteresis loops and the magnetic field magnitudes corresponding to the magnetoresistance maxima. A wide range of magnetotransport phenomena observed in half-metal composite materials contributes to the development of modern concepts of the conductivity features near the metal–insulator threshold and the influence of the metal–insulator interfaces on tunneling con-ductivity.

Анотація

Представлено найбільш значущі експериментальні результати та теоретичні концепції, що стосуються композитів на основі діоксиду хрому, відповідно до їх впливу на еволюціюсучасного розуміння явищ транспорту електронів у невпорядкованих магнітних системах. Показано, що різноманітність фізичних процесів, що відбуваються в порошкових матеріалах, не дозволяє виробити цілісний теоретичний підхід до опису властивостей отриманих ущільнених матеріалів. Властивості композиційних матеріалів залежать від анізотропії форми та магнітних властивостей частинок, з яких вони складаються. Вплив ефектів перколяції призводить до зміни морфології струмопровідних каналів із зміною температури в зовнішньому магнітному полі. Це впливає як на форму петель гістерезису магнітоопору, так і на величини магнітного поля, що відповідають максимумам магнітоопору. Широкий спектр магнітотранспортних явищ, що спостерігаються у напівметалевих композиційних матеріалах, сприяє розробці сучасних концепцій про особливості поведінки провідності біля порогу метал–ізолятор та впливу міжфазних межметал–ізолятор на тунельну провідність.

Key words: half-metals, chromium dioxide, magnetic tunnel contacts, pressed powders, percolation conductivity, magnetoresistance anisotropy.