К вопросу о "высокотемпературных" осцилляциях магнетосопротивления висмута в ультраквантовом пределе
    д. ф.-м. н. Богод Ю.А.
    Проанализированы свойства "высокотемпературных" осцилляций магнетосопротивления висмута в ультраквантовом пределе. Имеющиеся экспериментальные результаты несовместимы с физической моделью [22-24] и описываются с помощью модели [20,21].
    "Высокотемпературные" осцилляции (ВТО) впервые наблюдались в 1973г. [1] при изучении магнетосопротивления висмута. Одной из отличительных особенностей, послужившей причиной выбора названия эффекта, является слабое температурное затухание амплитуды осцилляций, что делает возможным их наблюдение в диапазоне от до ( температура, циклотронная частота, постоянная Больцмана). Период ВТО в обратном магнитном поле примерно в 2-2.5 раза меньше периода осцилляций Шубникова-де Газа, и не зависит от ферми-энергии .
    К настоящему времени ВТО детально изучены в монокристаллах Bi высокой чистоты, монокристаллических сплавах , а также в сплавах с донорными и акцепторными примесями () [2-11]. Кроме того, изучались ВТО термоэдс [12,13], влияние на свойства осцилляций магнетосопротивления всестороннего сжатия и одноосных деформаций [14,15], роль сильного магнитного поля [5, 16-19].
    Существуют две альтернативные модели, в которых сделана попытка описать свойства ВТО. Согласно первой из них [20,21] причиной возникновения ВТО являются электрон-дырочные переходы у границ энергетических зон. Возможность таких переходов связана с тем обстоятельством, что в висмуте даже при низких температурах число занятых состояний носителей заряда над ферми-уровнем (вблизи границ соседних зон) достигает и определяется уширением энергетических уровней, обусловленным релаксационными процессами [21]. В рассматриваемой модели период ВТО в случае квадратичного закона дисперсии связан с энергией перекрытия , равной сумме ферми-энергий электронов и дырок , и циклотронной массой носителей заряда.
    В работах [22-24] предложена модель, согласно которой осцилляции возникают в результате электрон-дырочных переходов между экстремумами подзон Ландау вблизи ферми-уровня. При этом циклотронные массы электронов и дырок должны быть кратны. В модификации данной модели [25] период осцилляций определяется комбинированной площадью где - площади экстремальных сечений электронной и дырочной ферми-поверхностей, а отношение целое число, равное отношению циклотронных масс дырок и электронов.
    Тестом при выборе модели могут служить свойства висмута в ультраквантовом пределе: согласно [22-24] в этих условиях ВТО исчезают вместе с осцилляциями Шубникова-де Гааза, а по [20,21] в ультраквантовом пределе ВТО продолжают наблюдаться. Ниже экспериментальные результаты, полученные в сильных магнитных полях, обсуждаются с данных позиций. 1.Магнитное поле параллельно биссекторной оси (Н||C1).
    В данных условиях реализуются экстремальные сечения электронных ферми-поверхностей с циклотронными массами (легкие электроны), и экстремальное сечение дырочной ферми-поверхности с циклотронной массой (тяжелые дырки). Отношение спинового и орбитального расщеплений для электронов для дырок [26-29]. В районе 25 кэ электроны переходят в ультраквантовый предел [29-30]. ............