Осцилляции Шубникова–де Гааза в магнитосопротивлении слоистых проводников вблизи топологического перехода Лифшица

Анотація

Исследована зависимость сопротивления слоистых проводников с квазидвумерным энергетическим спектром носителей заряда от величины и ориентации квантующего магнитного поля. Рассмотрен случай органического проводника с многолистной поверхностью Ферми, состоящей из слабогофрированного цилиндра и примыкающих к нему двух планарных листов. С помощью внешнего воздействия на провод-ник в виде давления либо допирования примесными атомами можно уменьшить расстояние между цилиндром и планарными листами поверхности Ферми (ПФ) настолько, что под действием магнитного пробоя электроны проводимости начнут блуждать по ним, туннелируя с одного листа (полости) ПФ на другой. Если за время свободного пробега электрон проводимости успевает несколько раз посетить все листы ПФ, то его движение в плоскости, ортогональной магнитному полю, становится финитным. При этом возникают осцилляции Шубникова–де Гааза, период которых определяется замкнутой площадью, описываемой электроном при своем движении в магнитном поле по магнитопробойной траектории в импульсном пространстве. Однако даже при небольшом отклонении поля от нормали к слоям на угол ϑ эта равноудаленность нарушается, и при некоторых значениях угла ϑ_k вероятность магнитного пробоя на один из планарных листов ПФ может быть настолько мала, что электрон не может замкнуть магнитопробойную траекторию, а его движение по другому планарному листу с посещением цилиндрической части ПФ становится инфинитным. При этом магнитопробойные квантовые осцилляции намагниченности и всех кинетических характеристик проводника исчезают. Их исчезновение периодически повторяется с изменением угла наклона магнитного поля к слоям как функция tg ϑ. Обсуждаются возможности экспериментального обнаружения и исследования влияния магнитного пробоя на квантовые осцилляционные эффекты.