Магнитосопротивление композиционных углеродных сенсоров в сильных электрических полях в диапазоне температур жидкого гелия

Abstract

Исследовано влияние разогрева носителей тока импульсным электрическим полем на проводимость и магнитосопротивление композиционных углеродных резисторов (марки ТВО) в диапазоне температур жидкого гелия. Установлено, что разогрев носителей в полях до 60 В/см при Т = 4,2 К приводит к уменьшению магнитосопротивления примерно в 4 раза при сохранении достаточно высокой температурной зависимости сопротивления. В полях более 400 В/см в диапазоне 4–20 К сопротивление ТВО резистора перестает зависеть от температуры. Результаты объясняются в рамках модели прыжковой проводимости между хаотично сгруппированными углеродными нанозернами. Показана возможность уменьшения погрешности в измерении температуры ТВО резисторами в магнитном поле.

Досліджено вплив розігріву носіїв струму імпульсним електричним полем на провідність і магнітоопір композиційних вуглецевих резисторів (марки ТВО) у діапазоні температур рідкого гелію. Встановлено, що розігрів носіїв у полях до 60 В/см при Т = 4,2 К призводить до зменшення магнітоопору приблизно в 4 рази при збереженні досить високої температурної залежності опору. У полях понад 400 В/см у діапазоні 4–20 К опір ТВО резистора перестає залежати від температури. Результати пояснюються в рамках моделі стрибкової провідності між хаотично згрупованими вуглецевими нанозернами. Показана можливість зменшення похибки вимірювання температури ТВО резисторами в магнітному полі.

A study of how heating current carriers by a pulsed electric field impacts the conductivity and magnetoresistance of carbon composite TVO resistors in the liquid helium temperature range. It is found that heating the carriers in fields of up to 60 V/cm at T = 4.2 K decreases the magnetoresistance by approximately 4 times, while preserving a relatively high temperature dependence of resistance. In fields greater than 400 V/cm in the 4–20 K range the TVO resistor stops depending on temperature. The results are explained using the hopping conduction model among randomly grouped carbon nanograins. The possibility of decreasing the margin of error when measuring the temperature using TVO resistors in the magnetic field is demonstrated.