Transport properties and crystal field energy in CeTe

We report resistivity measurements of CeTe as a function of temperature above 4.2 K. The results are analysed in the framework of a model taking into account the inelastic scattering of the free carriers which can exchange the energy Δ with the Ce scattering centre. A very good agreement between theory and experiment is obtained The deduced value Δ ≃ 26 K is one order of magnitude smaller than predicted by the point charge model, which we attribute to the existence of a strong d-f hybridization.Nous avons mesure la résistivité électrique de CeTe en fonction de la température, audessus de 4,2 K. Les résultats sont analysés à l'aide d'un modèle prenant en compte la diffusion inélastique des porteurs libres par les ions cérium. Un bon accord entre la théorie et l'expérience est obtenu. La valeur déduite Δ ≃ 26 K est d'un ordre de grandeur plus faible que celle prédite par la théorie des charges ponctuelles ce que nous avons attribué à l'existence d'une forte hybridation f-d

Percolation with excluded small clusters and Coulomb blockade in a granular system

We consider dc-conductivity $\sigma$ of a mixture of small conducting and insulating grains slightly below the percolation threshold, where finite clusters of conducting grains are characterized by a wide spectrum of sizes. The charge transport is controlled by tunneling of carriers between neighboring conducting clusters via short ``links'' consisting of one insulating grain. Upon lowering temperature small clusters (up to some $T$-dependent size) become Coulomb blockaded, and are avoided, if possible, by relevant hopping paths. We introduce a relevant percolational problem of next-nearest-neighbors (NNN) conductivity with excluded small clusters and demonstrate (both numerically and analytically) that $\sigma$ decreases as power law of the size of excluded clusters. As a physical consequence, the conductivity is a power-law function of temperature in a wide intermediate temperature range. We express the corresponding index through known critical indices of the percolation theory and confirm this relation numerically.Comment: 7 pages, 6 figure

EXCHANGE INTERACTIONS IN THE QUASI-LINEAR-CHAIN ANTIFERROMAGNET KFES2

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Magnetic order effects on electric susceptibility hole mass of Sn1-x MnxTe

Experimental values of the electric susceptibility mass ms of free carriers are reported as function of temperature in the whole range 4.2 to 300 K, for SnTe and the magnetic semiconductor Sn0.923Mn 0.077Te having carrier concentrations 6.6 x 1020 and 6.2 x 1020 cm-3 respectively. The values are deduced from the analysis of the normal reflectivity in the infrared region. The difference between the values of ms for the two samples never exceeds the experimental uncertainty and is smaller than 3 % at temperatures higher than 13 K. This shows that alloying effects due to the introduction of Mn impurities in the matrix SnTe does not lead to any significant change in the band structure of SnTe, and are then negligible. However, for the Mn doped sample, the occurance of a ferromagnetic arrangement of the Mn spins at T ≲ 11 K, evidenced by measurements of the magnetization with a vibrating sample magnetometer, leads to a further decrease of m s by an amount of 8 % correlated with an increase of the optical dielectric constant. This effect is assigned to the spin splitting of the valence band, associated with a deformation of the complex valence band structure. The analysis is made on the basis of a single band non parabolic multivalley model. The energy surfaces, taken to be Cohen like, are prolate surfaces located at the edges of the Brillouin zone. Semiquantitative agreement with experiment is obtained.Nous reportons les valeurs expérimentales de la masse optique m s des porteurs libres en fonction de la température entre 4,2 et 300 K pour SnTe et le semiconducteur magnétique Sn0,923Mn0,077 Te avec des concentrations en porteurs de 6,6 x 1020 et 6,2 x 1020 cm-3 respectivement. Les valeurs sont déduites de l'analyse de la réflectivité sous incidence normale dans le domaine infrarouge. La différence entre les valeurs de ms pour les deux échantillons n'excède jamais l'erreur expérimentale, et est inférieure à 3 %, pour des températures supérieures à 13 K. Ceci montre que les effets d'alliage dus à l'introduction d'impuretés Mn dans la matrice SnTe ne conduisent à aucun changement significatif de la structure de bande de SnTe, et sont donc négligeables. Toutefois, pour l'échantillon dopé au Mn, l'apparition de l'ordre ferromagnétique à T ≲ 11 K, mis en évidence par des mesures de l'aimantation à l'aide d'un magnétomètre vibrant entraîne une décroissance supplémentaire de m s d'un taux de 8 % corrélé à un accroissement de la constante diélectrique. Nous attribuons cet effet à la levée de dégénérescence de spin de la bande de valence, associé à une déformation de la structure complexe de la bande de valence. L'analyse est faite sur la base d'un modèle ne faisant intervenir qu'une seule bande non parabolique avec plusieurs vallées. Les surfaces d'énergie constante, semblables à celles de Cohen, sont allongées dans la direction et partent du bord de zone. Un bon accord est trouvé avec les données expérimentales

Spécifications d'un cryostat pour magnétomètre à échantillon vibrant 1,K-300 K

On indique les particularités d'un cryostat adapté à un magnétomètre à échantillon vibrant ainsi que certaines caractéristiques de fonctionnement

Reflectivity spectra of Eu rich EuO near the absorption edge

The reflectivity spectra at near normal incidence in the spectral range 1.5 μm to 4 μm of EuO single crystals slightly rich in Eu but almost stoichiometric have been measured in the temperature range 4.2 to 300 K, using the Voigt configuration. Two dips are observed at 1.85 and 2.20 μm in fairly good agreement with the location of the two absorption peaks observed in similar materials. These peaks are ascribed in the literature either to optical transitions of an electron bound to an oxygen vacancy or to transitions into F centres formed at the vacancies. Our measurements show a very small temperature dependence of the energy position of the dips in the whole range [4.2-300 K] and a small intensity of the dips, which is in favour of the first interpretation when the material is an insulator, and of an alternative one in the metallic configuration, i.e. an interband transition between up and down spin subbands. At 4.2 K, two extra dips appear at 1.74 and 2 μm. The magnetic field up to 30 kG does not affect the energy position of the different dips, but greatly affects their shape.Les spectres de reflectivité sous incidence quasi normale d'un monocristal de EuO riche en Eu mais voisin de la stœchiométrie ont été mesurés dans le domaine spectral (1,5-4 μ) et dans le domaine de température (4,2-300 K) en configuration Voigt. Deux pics négatifs sont observés à 1,85 et 2,20 μ en très bon accord avec l'emplacement des pics d'absorption observés dans ce type de matériaux. Ces pics sont attribués dans la littérature soit à des transitions optiques d'un électron lié à la lacune d'oxygène, soit à des transitions de centres F formés sur la lacune. Nos mesures révèlent que ces pics ont une faible amplitude et présentent une très faible dépendance de la position en énergie des pics négatifs avec la température, dans tout le domaine (4,2-300 K). Ceci plaide en faveur de la première interprétation quand le matériau est isolant, et d'une autre interprétation dans la configuration métallique, à savoir une transition interbande entre sous-bandes de spins opposés. A 4,2 K, deux pics supplémentaires apparaissent à 1,74 μ et 2 μ. Le champ magnétique < 30 kG n'affecte pas la position des différents pics, mais affecte beaucoup leurs profils

Electroabsorption by impurities and defects in semi-insulating CdTe

Electroabsorption experiments have been conducted on semi-insulating CdTe prepared by THM without intentional doping, and with addition of chlorine. Three groups of optical transitions due to localized levels have been observed in the photon energy range from 1.2 eV to 1.6 eV : - transitions from the valence band to shallow donor levels (Ec - 0.02, 0.03 eV), associated with chlorine or group III donors, - transitions from shallow acceptors (Ev + 0.05 eV) to the conduction band, - transitions from a deep acceptor level (Ev + 0.13 eV) to a shallow donor level. The latter level is usually attributed to a donor-cadmium vacancy complex, which prompted us to undertake a more systematic study of the transition. Various electroabsorption spectra were recorded as a function of temperature, crystal orientation and light polarization. Strong dichroic effects were observed, the analysis of which should allow one to determine the symmetry of the complex involved

Magnetooptical Properties of Ce-Doped YIG Single Crystals

The Faraday rotation (FR) of cerium substituted yttrium iron gamets single crystals Y3-xCexFe5O12 (YIG:Ce) with x=0.055 has been investigated at 1152 and 632.8 nm in the 6 K - 600 K temperature range and magnetic field up to 20 kOe applied along the [111] and [100] directions. In contrast to magnetic properties, the FR of YIG:Ce is strongly different from FR of pure YIG at both wavelengths. The FR contribution of the Ce3+ ions, mainly attributed to intra-ionic electric dipole transitions between the 4f1 and 4f0 5d1 configurations, is discussed within the frame of the one-ion model of ferrimagnetic gamets