Перенос заряда и диэлектрические потери в кристалле MnGa₂S₄

Нифтиев Н.Н., Мамедов Ф.М., Дашдемиров А.О., Агаева Р.М., Нифтиев С.Н.

Abstract

УДК 537.855. 621.315.592.3

Исследованы процессы переноса заряда и диэлектрические потери в кристалле MnGa₂S₄ в температурном диапазоне 294–374 K и частотном интервале 25–10⁵ Гц. Показано, что действительная часть диэлектрической проницаемости (ε′) возрастает с температурой и уменьшается с увеличением частоты. Тангенс угла диэлектрических потерь (tgδ) экспоненциально растет с температурой и снижается на высоких частотах, что указывает на вклад термически активированного переноса и межфазной поляризации. Из температурной зависимости мнимой части диэлектрической проницаемости (ε′′) определены энергии активации, уменьшающиеся от 0,36 до 0,16 эВ с ростом частоты, что подтверждает реализацию смешанного зонно-прыжкового механизма проводимости. Частотная зависимость электропроводности удовлетворительно описывается законом σ(ω) = AωS, а снижение параметра s с ростом температуры согласуется с моделью коррелированных прыжков (CBH). Установлено, что при температуре 324 К максимальная высота потенциального барьера составляет Wₘ = 0,67 эВ, характерный радиус прыжка – Rω = 3,86×10^-10 м, а плотность пар локализованных состояний равна N = 4,1×10²⁷ м^-3.

Ключевые слова: MnGa₂S₄, диэлектрическая проницаемость, проводимость, модель CBH, зонно-прыжковый механизм, энергия активации, радиус прыжка.

In this work, charge transport and dielectric losses in a MnGa₂S₄ crystal were investigated in the temperature range of 294–374 K and the frequency range of 25–10⁵ Hz. It was found that the real part of the dielectric permittivity (ε′) increases with temperature and decreases with frequency. The dielectric loss tangent (tgδ) exhibited an exponential increase with temperature and decreased at higher frequencies, indicating contributions from the thermally activated charge transport and the interfacial polarization. From the temperature dependence of the imaginary part of the dielectric permittivity (ε′′), activation energies were determined, decreasing from 0.36 to 0.16 eV with increasing frequency, which confirms the presence of a mixed band–hopping conduction mechanism. The frequency dependence of the electrical conductivity is well described by σ(ω) = AωS, and the decrease of the parameter s with increasing temperature is consistent with the correlated barrier hopping model. It was established that at a temperature of 324 K the maximum potential barrier height is Wₘ = 0.67 eV, the characteristic hopping radius is Rω = 3.86∙10^-10 m, and the density of localized state pairs is N = 4.1∙10²⁷ m^-3.

Keywords: MnGa₂S₄, permittivity, conductivity, correlated barrier hopping model, band-hopping mechanism, activation energy, jumping radius.

Download full-text PDF. Have not been downloaded yet.

Menu

Vol. 62 (2026), Issue 2, p. 49-55

Перенос заряда и диэлектрические потери в кристалле MnGa2S4

Abstract

Перенос заряда и диэлектрические потери в кристалле MnGa₂S₄