Магниторезистивный эффект в оксиде цинка, имплантированном ионами железа

Abstract

Монокристаллические пластины оксида цинка имплантированы ионами железа с энергией 40 кэВ в интервале доз D = 5 • 1016–1,5 • 1017 cм–2 при плотности ионного тока j = 4,0 мкA/cм2 с целью изменения электрических и гальваномагнитных характеристик. В интервале температур Т = 300 –2,5 К изучены температурные зависимости сопротивления, а также продольный и поперечный магниторезистивные эффекты при разных углах между направлением магнитного поля и плоскостью проводящего канала при Т = 2,5 К и сканировании магнитного поля в двух направлениях до В = 0,5 Тл. Показано, что на диэлектрической стороне перехода «диэлектрик – металл» продольный и поперечный магниторезистивные эффекты имеют место в результате аддитивного сложения положительной и отрицательной компонент с доминированием положительной в слабом и отрицательной – в сильном магнитном поле. Угловая зависимость поперечного магнитосопротивления определяется не проявлением классического или квантового размерного эффекта, а сильным s-d-взаимодействием в модифицированном слое. = Monocrystalline plates of ZnO have been implanted with 40 keV Fe+ ions to high fluences of D = 5 • 1016–1,5 • 1017 cm–2 at the ion current density j = 4,0 A /cm2 to modify their electronic and galvanomagnetic properties. The temperature dependence of resistance over the temperature range T = 300 –2,5 К as well as the longitudinal and transverse magnetoresistive effects at different angels between the magnetic field and the modified conducting layer plane were measured at temperature T = 2,5 К in a sweeping magnetic field up to 0,5 T. It has been shown that on the dielectric side of the insulator-to-metal transition the components of magnetoresistance, positive in a weak magnetic field and negative in a strong magnetic field, determine the magnetoresistive effect. The angular dependence of magnetoresistivity is governed not by the classic or quantum dimensional effects but by a strong s-d-exchange interaction within the modified layer.