Влияние релаксации спиновых корреляций на проводимость органических полупроводников с прыжковым транспортом / Шумилин А.В., Бельтюков Я.М.

{"title":"Влияние релаксации спиновых корреляций на проводимость органических полупроводников с прыжковым транспортом / Шумилин А.В., Бельтюков Я.М.","authors":"","doi":"10.34077/semicond2019-312","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"В течении длительного времени большинство теоретических работ посвященных прыжковой\nпроводимости основывались на приближении среднего поля. В рамках этого приближения среднее\nпроизведение двух чисел заполнения i j nn заменяют на произведение средних nn ji . Таким образом,\nне учитываются корреляции чисел заполнения\nji i j  nnnn . Несмотря на то, что такое приближение\nочень удобно и позволило получить большое количество\nправильных результатов, оно не является контролируемым\nи не может быть обосновано в реальных веществах.\nНедавно возникла серьезная причина вернуться к\nизучению корреляций в прыжковой проводимости и\nпостроить теорию, выходящую за рамки среднего поля. Во\nмногих органических полупроводниках было обнаружено\nсильное магнетосопротивлении (~10%) в слабых полях 10-\n100гс. Этот эффект получил название «органическое\nмагнетосопротивление» или «OMAR».Форма зависимости\nпроводимости от поля позволила связать это магнетосопротивление с влиянием поля на спиновую\nрелаксацию. Тем не менее, при комнатной температуре магнитное поле 100гс не может приводить к\nсколь-нибудь заметной намагниченности, и было неясно, как связать скорость спиновой релаксации и\nпроводимость.\nВ работе [1] было показано, что такая связь возникает в теории при выходе за пределы\nприближения среднего поля. Вне равновесия за счет электрического поля могут возникать спиновые\nкорреляции, влияющие на электрический ток. В органических полупроводниках основным\nмеханизмом релаксации спина (и спиновых корреляций) является сверхтонкое взаимодействие с\nядерными спинами. Внешнее магнитное поле 10-100гс может сильно замедлить подобную спиновую\nрелаксацию и таким образом повлиять на проводимость даже при комнатных температурах. В работе\n[1] было показано, что выход за рамки среднего поля даже при очень грубых приближениях\nпозволяет описать этот эффект.\nТем не менее, законченная картина OMAR-а может быть основана только на последовательной\nтеории неравновесных корреляций в прыжковой проводимости. В рамках нашей работы мы строим\nтакую теорию. Основываясь на цепочке уравнений Боголюбова, мы выводим систему кинетических\nуравнений, связывающих средние числа заполнения и корреляции различных порядков, как\nзарядовые, так и спиновые. Во многих случаях наша система уравнений может быть сведена к\nэквивалентной электрической схеме, обобщающей сетку сопротивлений Миллера-Абрахамса. Эту схему мы изучаем с помощью численного решения уравнений Кирхгофа. С помощью\nнашего подхода мы строим теорию органического магнетосопоротивления, а также изучаем влияние\nзарядовых корреляций на проводимость и распределение токов в веществах с прыжковой\nпроводимостью в режиме закона Мотта.","PeriodicalId":213356,"journal":{"name":"Тезисы докладов XIV РОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ ПО ФИЗИКЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ «ПОЛУПРОВОДНИКИ-2019»","volume":"17 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2019-08-20","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Тезисы докладов XIV РОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ ПО ФИЗИКЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ «ПОЛУПРОВОДНИКИ-2019»","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.34077/semicond2019-312","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

Abstract

В течении длительного времени большинство теоретических работ посвященных прыжковой проводимости основывались на приближении среднего поля. В рамках этого приближения среднее произведение двух чисел заполнения i j nn заменяют на произведение средних nn ji . Таким образом, не учитываются корреляции чисел заполнения ji i j  nnnn . Несмотря на то, что такое приближение очень удобно и позволило получить большое количество правильных результатов, оно не является контролируемым и не может быть обосновано в реальных веществах. Недавно возникла серьезная причина вернуться к изучению корреляций в прыжковой проводимости и построить теорию, выходящую за рамки среднего поля. Во многих органических полупроводниках было обнаружено сильное магнетосопротивлении (~10%) в слабых полях 10- 100гс. Этот эффект получил название «органическое магнетосопротивление» или «OMAR».Форма зависимости проводимости от поля позволила связать это магнетосопротивление с влиянием поля на спиновую релаксацию. Тем не менее, при комнатной температуре магнитное поле 100гс не может приводить к сколь-нибудь заметной намагниченности, и было неясно, как связать скорость спиновой релаксации и проводимость. В работе [1] было показано, что такая связь возникает в теории при выходе за пределы приближения среднего поля. Вне равновесия за счет электрического поля могут возникать спиновые корреляции, влияющие на электрический ток. В органических полупроводниках основным механизмом релаксации спина (и спиновых корреляций) является сверхтонкое взаимодействие с ядерными спинами. Внешнее магнитное поле 10-100гс может сильно замедлить подобную спиновую релаксацию и таким образом повлиять на проводимость даже при комнатных температурах. В работе [1] было показано, что выход за рамки среднего поля даже при очень грубых приближениях позволяет описать этот эффект. Тем не менее, законченная картина OMAR-а может быть основана только на последовательной теории неравновесных корреляций в прыжковой проводимости. В рамках нашей работы мы строим такую теорию. Основываясь на цепочке уравнений Боголюбова, мы выводим систему кинетических уравнений, связывающих средние числа заполнения и корреляции различных порядков, как зарядовые, так и спиновые. Во многих случаях наша система уравнений может быть сведена к эквивалентной электрической схеме, обобщающей сетку сопротивлений Миллера-Абрахамса. Эту схему мы изучаем с помощью численного решения уравнений Кирхгофа. С помощью нашего подхода мы строим теорию органического магнетосопоротивления, а также изучаем влияние зарядовых корреляций на проводимость и распределение токов в веществах с прыжковой проводимостью в режиме закона Мотта.
自旋相关对有机半导体与跳跃运输/ zyorlin av, beltukov ym传导的影响
在很长一段时间里,大多数关于跳跃导电性的理论论文都是基于接近中场。在这个近似中,两个填字数字的乘积中,i j nn被替换为nn ji的乘积。因此,没有考虑到相关性заполненияji i jnnnn数字。尽管如此接近是非常方便的,而且允许大量的定量结果,但它不是可控的,不能在实物中得到证实。最近,有一个很好的理由重新考虑跳跃导纳相关性,建立一个超越中场的理论。在许多有机半导体中,10- 100gs的弱磁场中发现了强磁电阻(~10%)。这种效应被称为“有机磁阻”或“OMAR”。磁场强度的一种形式使磁场强度与自旋放松的磁场影响相结合。然而,在室温下,100g磁场不能产生任何明显的磁化,也不清楚如何将自旋放松速率联系起来。在工作中(1)表明,这种联系是在理论中出现的,超越了中场近似。在不平衡的情况下,电场可能会导致脊髓相关,影响电流。在有机半导体中,背部(和自旋相关)的主要放松机制是坐骨后的超细相互作用。外部磁场10- 100gs可以大大减缓这种脊髓松弛,从而影响室温下的传导。在工作(1)中,有迹象表明,即使在非常粗糙的近似下,走出中场也能描述这种影响。然而,完成的OMAR- a只能基于跳跃导电性不平衡相关的连续理论。作为我们工作的一部分,我们有一个理论。根据bogolov方程链,我们引入了一个动感学系统,将电荷数值和自旋数值之间的平均填数和相关关系联系起来。在许多情况下,我们的方程组可以被等效电路图组合起来,概括米勒-亚伯拉罕斯电阻网。这是我们用基尔霍夫方程的数值解来研究的示意图。在我们的方法的帮助下,我们建立了一个有机磁性理论,我们研究了电荷相关性对物质的导电性和电流分布的影响。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
求助全文
约1分钟内获得全文 求助全文
来源期刊
自引率
0.00%
发文量
0
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:604180095
Book学术官方微信