Conductivity of pressed powders of chromium dioxide with spin-dependent electron tunneling: the effect of thickness and composition of dielectric layers

Анотація

Досліджено резистивні, магніторезистивні та магнітні властивості для дев’яти пресованих зразків порошку CrO₂, які синтезовані гідротермальним методом з хромового ангідриду. Запропонований новий спосіб синтезу дозволяє регулювати товщину діелектричних оболонок на поверхні наночастинок CrO₂. Порошки складалися з округлих наночастинок (середній діаметр ≈ 120 нм) або голкоподібних кристалів (діаметр 22,9 нм та довжина 302 нм). У всіх випадках наночастинки покривалися діелектричними оболонками різної товщини та складу (наприклад, оксид хрому Cr₂O₃ або оксигідроксид хрому β-CrOOH). Вивчено вплив властивостей матеріалу та товщини міжгранульних діелектричних шарів, а також форми наночастинок CrO₂, на величину тунельного опору та магнітоопору (МО) пресованих порошкових зразків. Для всіх досліджених зразків виявлено неметалеву температурну поведінку опору та гігантський від’ємний тунельний МО при низьких температурах. Максимальні значення MО при T ≈ 5 К та у відносно невеликому магнітному полі (Н = 0,5 Тл) становили приблизно 37%. З підвищенням температури МО швидко знижувався (до ≈ 1% при H = 1 Тл, Т ≈ 200 К).