Квантовые когерентные эффекты в германии, легированном мышьяком

Из теории квантовых когерентных эффектов следует, что в многодолинных полупроводниках величина поправки к проводимости и анизотропия магнитосопротивления существенно зависят от степени анизотропии подвижности носителей в долинах и от соотношения между временем релаксации междолинного рассеяния $\tau_{v}$ и временем релаксации фазы электронной волновой функции $\tau_{\varphi}$. В отсутствие обмена долин электронами, когда ${\tau_{\varphi}/\tau_{v}=\delta\ll 1}$, магнитосопротивление анизотропно, так как вклад каждой долины в магнитопроводимость зависит от угла между направлением магнитного поля и главной осью эллипсоида эффективных масс. В противоположном случае, когда ${\delta\ll 1}$, междолинное рассеяние приводит к усреднению процессов интерференции по всем долинам и к изотропности магнитосопротивления. По предварительным оценкам, для германия, легированного мышьяком, при возрастании концентрации примеси от критической концентрации, соответствующей переходу металл$-$диэлектрик, величина $\delta$ изменяется от ${\delta\geqslant 1}$ до ${\delta\gg1}$. Хотя для случая ${\delta\cong1}$ количественная теория отрицательного магнитосопротивления не разработана, мы проанализировали экспериментальные зависимости отрицательного магнитосопротивления от температуры, концентрации As и от направления магнитного поля в Ge : As. Степень анизотропии магнитосопротивления характеризовалась эффективным значением коэффициента анизотропии подвижности $\tilde{K}$, определенным тем же способом, что и в случае ${\delta\ll1}$, для которого существует количественная теория отрицательного магнитосопротивления. Используя эти значения $\tilde{K}$, мы оценили время $\tau_{\varphi}$ в Ge : As. Температурная и концентрационная зависимости $\tau_{\varphi}$ хорошо описываются теорией, учитывающей межэлектронное и обычное электрон-фононное взаимодействия в “грязных” (неупорядоченных) проводниках.