Физика Низких Температур: Том 47, Выпуск 10 (Октябрь 2021), c. 928-937    ( к оглавлению , назад )

Magnetoresistance of graphite nanoplatelets with different structure

I.V. Ovsiienko, T. A. Len, O. A. Syvolozhskyy, and L. Yu. Matzui

Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kyiv 01601, Ukraine
E-mail: ovsiienko@univ.kiev.ua

I.G. Mirzoiev, V. V. Andrievskii, and E. Yu. Beliayev

B.Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of UkraineKharkiv 61103, Ukraine

Received April 21, 2021, revised May 26, 2021, published online August 26, 2021

Abstract

The magnetoresistance of bulk specimens of graphite nanoplatelets obtained by different methods is studied in magnetic fields up to 2.2 T. It has been established that magnetoresistance is negative for graphite nanoplatelets prepared by chemical treatment of source graphite with a solution of potassium permanganate in sulfuric acid. This negative magnetoresistance can be explained in terms of the model of charge carrier’s weak localization in a system with imperfect structure. It has been established that the magnetoresistance is positive and independent of temperature for graphite nanoplatelets produced by sonication method. Moreover, magnetoresistance is linear relative to a magnetic field in fields above ~ 0.7 T. It is shown that linear magnetoresistance can be explained in the terms of the Abrikosov’s model of quantum linear magnetoresistance.

Анотація

Досліджено магнітоопір об’ємних зразків графітових нанопластинок, отриманих різними методами, в магнітних полях до 2,2 Тл. Для графітових нанопластинок, приготованих хімічною обробкою вихідного графіту розчином перманганату калію в сірчаній кислоті, магнітоопір є від’ємним. Цей від’ємний магнітоопір можна пояснити з погляду моделі слабкої локалізації носіїв заряду в системі з недосконалою структурою. Для графітових нанопластинок, отриманих методом ультразвукової обробки, магнітоопір є додатним і не залежить від температури. Більш того, в магнітному полі понад ~ 0,7 Тл магнітоопір є лінійним щодо магнітного поля. Показано, що лінійний магнітоопір можна пояснити з погляду квантового лінійного магнітоопору моделі Абрикосова.

Key words: graphite nanoplatelets, magnetoresistance, structure imperfection, weak localization, quantum magnetoresistance.