Гальваномагнитные явления в органических проводниках в условиях фазового топологического перехода

Анотація

Теоретически исследовано магнитосопротивление слоистых органических проводников с многолистной поверхностью Ферми (ПФ) в условиях фазового топологического перехода Лифшица, когда под действием внешнего воздействия на проводник, например давления или допирования примесными атомами, возможно изменение топологической структуры ПФ. На примере ПФ, состоящей из цилиндра и двух плоскостей, слабо гофрированных вдоль проекции импульса p_z = pn вдоль нормали к слоям n, проанализирована зависимость сопротивления и поля Холла от величины внешнего сильного магнитного поля Н, когда циклотронная частота электронов проводимости c значительно превышает частоту их столкновений 1/t. В непосредственной близости топологического перехода, когда расстояние между различными листами ПФ становится малым, электрон в результате магнитного пробоя с вероятностью w может перемещаться с одного листа ПФ на другой. При этом квадратичный рост с магнитным полем сопротивления току поперек слоев в отсутствие магнитного пробоя при w≥g = 1/w_ct сменяется линейной зависимостью от H, а при (1 – w)≤g достигает насыщения. Поле Холла существенно зависит от вероятности магнитного пробоя, однако его асимптота в случае w_ct >> 1 при любых значениях w не зависит от t. При w = 1 квазиплоские листы ПФ прикасаются к гофрированным цилиндрам, а при дальнейшем действии возмущения на проводник происходит разрыв плоского листа вдоль линии касания. В результате разрозненные участки плоского листа ПФ вместе с разрезанными половинами гофрированного цилиндра формируют в конечном итоге новый гофрированный цилиндр, при этом меняется знак носителей заряда. Это отнюдь не единственный сценарий топологического перехода Лифшица, и исследование эффекта Холла позволит получить дополнительную важную информацию о характере изменения топологической структуры электронного энергетического спектра при фазовом переходе.