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非晶氧化铟中的成分无序与输运特性

材料科学 2012-10-02 v1 无序系统与神经网络 超导电性

摘要

(摘要删减)我们展示了三维非晶氧化铟薄膜中由无序诱导的金属 - 绝缘体转变(MIT)的结果。此处研究的非晶版本与早期报道的版本 [PRB 46, 10917 (1992)] 不同,其载流子浓度要低得多。我们使用无量纲参数 kFlk_F l 作为静态无序的度量。热退火被用作调节无序的实验手段。在转变的金属侧,低温输运表现出无序电子系统特有的弱局域化和电子 - 电子关联效应。两种版本的非晶材料均在 kFl0.3k_F l \sim 0.3 处发生 MIT。然而,与该系统富电子版本获得的结果相比,即使在当前研究中使用最具金属性的样品,直到约 0.3K 也未观察到超导迹象。这表明使用 kFlk_F l 作为超导 - 绝缘体转变(SIT)的无序参数是一个定义不明确的过程。采用高分辨率化学分析对薄膜进行的微观结构研究,提供了化学计量比空间波动的证据。这揭示出,虽然薄膜是非晶的且在宏观样品的输运测量中显示出优异的均匀性,但它们包含延伸至介观尺度的成分波动。有人认为,这种成分无序可能是两种版本非晶氧化铟中明显违反 Ioffe-Regel 判据的原因。然而,当超导出现时,预计这种无序会产生更显著的影响,这实际上与富电子版本氧化铟中观察到的显著输运异常一致。文中还讨论了成分无序对其他接近其 SIT 的系统的相关性。

关键词

引用

@article{arxiv.1209.4417,
  title  = {Compositional disorder and tranport peculiarities in the amorphous indium-oxides},
  author = {U. Givan and Z. Ovadyahu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1209.4417},
  year   = {2012}
}

备注

10 pages and 9 figures