При гелиевых температурах обнаружено гигантское (до 10 000 раз) изменение тока в монокристаллических пленках (111) Pb0,74Sn0,26Te:In в магнитном поле напряженностью до 4 Тл. При этом в зависимости от величины и взаимной ориентации постоянного магнитного и электрического полей, наблюдалось как уменьшение, так и увеличение тока.
Рис. Относительное изменение тока при наложении магнитного поля в зависимости от напряжения смещения (слева). Схема структуры и направление магнитного поля показаны на вставке. d=1 мкм, L=64 мкм, w=2000 мкм. Справа приведена зависимость тока от магнитного поля при напряжении V=4,8 В для ориентации магнитного поля (1). На вставке показаны ВАХ при В=0 и для двух значений магнитного поля с ориентацией (1) и (2). Сплошные кривые - расчет для относительного изменения "эффективной ε" на 30% в сторону уменьшения (1) и в сторону увеличения (2).
Обнаруженное явление нашло объяснение в рамках представлений о PbSnTe:In, как об узкощелевом изоляторе-сегнетоэлектрике. При Т=4,2 К PbSnTe:In с шириной запрещенной зоны около 0,06 эВ находится в сегнетоэлектрической фазе, а уровень Ферми расположен в запрещенной зоне на расстоянии не менее 0,01 эВ от дна зоны проводимости. При этом концентрация свободных носителей заряда составляет менее 102 см-3. В этих условиях характерные для изоляторов вольтамперные характеристики (ВАХ) структур определяются токами инжекции, ограниченными пространственным зарядом.
В зависимости от того, происходит отклонение тока магнитным полем в сторону большей или меньшей поляризуемости PbSnTe:In, находящегося в анизотропном сегнетоэлектрическом состоянии, эффективная емкость структуры увеличивается или уменьшается, соответственно. При этом происходит сдвиг характерной области напряжений ВАХ, в которой полностью заполняются ловушки. При фиксированном напряжении смещения наложение постоянного магнитного поля ведет к перезарядке ловушек и изменению величины тока.
Данная модель подтверждается данными по анизотропии ВАХ в отсутствие магнитного поля и по релаксации тока при включении и выключении постоянного магнитного поля, связанного с перезарядкой ловушек
