Discrete and Continuous Models and Applied Computational ScienceDiscrete and Continuous Models and Applied Computational ScienceDiscrete and Continuous Models and Applied Computational Science2658-46702658-7149Peoples' Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)8277ArticlesСтатьиResearch ArticleAnisotropy and Low-Frequency Dynamics of Charge Transport in Single-Domain Crystals of LiCu 2O 2 at Low-Temperatures and Sound FrequenciesАнизотропия и низкочастотная динамика зарядового транспорта в монодоменных кристаллах LiCu 2O 2 в области низких температур и звуковых частотDauH SДауХьеу ШиDepartment of Applied PhysicsКафедра прикладной физикиdausyhieu@gmail.comTishchenkoE AТищенкоЭдуард Афанасьевичtishchenko@kapitza.ras.ruBushA AБушАлександр Андреевичaabush@yandex.ruKamenzevK EКаменцевКонстантин Евгеньевичkostya_KE@yandex.ruPeoples’ Friendship University of RussiaРоссийский университет дружбы народовP.L. Kapitza Institute for Physical ProblemsИнститут Физических проблем им. П.Л. КапицыMoscow State Institute of Radioengineering, Electronics, and Automation (Technical University)Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики150220152NO2 (2015)№2 (2015)788208092016Copyright ©; 2015, Дау Х.Ш., Тищенко Э.А., Буш А.А., Каменцев К.Е.2015Дау Х.Ш., Тищенко Э.А., Буш А.А., Каменцев К.Е.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rudn.ru/miph/article/view/8277For the first time, the single-domain (without twinning) crystals of LiCu 2O 2 were used to measure anisotropy of DC and AC conductivities along the principal crystal axes and low-frequency dynamics of charge transport in the temperature (4.2-295 K) and frequency (25-105 Hz) ranges. The temperature, frequency and field properties of the DC and AC conductivities reflect the strong localization of charge carriers as result of a local lattice distortion due to the structural, compositional (extra oxygen content) defects and particularly electrical and magnetic polarization. Therefore the conductivity is by hopping transport between localized states near the Fermi level and its character (activated or variable-range hopping) depends on the temperature range and on relative direction to the crystal axes. The analysis of experimental data allows us to draw conclusions about the electronic energy structure near the Fermi level, about the anisotropic properties, low-frequency dynamics and mechanisms of charge transport.Впервые на монодоменных (не двойниковых) кристаллах LiCu 2O 2 измерена анизотропия вдоль главных кристаллических осей DC и AC проводимости и низкочастотная динамика зарядового транспорта в области температур от 4,2 до 295 К и звуковых частот от 25 Гц до 100 кГц. Характер комплексной проводимости отражает сильную автолокализацию носителей заряда, в которой принимает участие при Т > 40 К не только решётка (диэлектрические поляроны), но и спиновая система после АФМ перехода при Т ≤ 24 К (спиновые поляроны). Механизм переноса заряда в основном прыжковый, но его характер зависит от температуры и направления относительно кристаллических осей. При повышении напряжения смещения в недопированных кристаллах комплексная проводимость очень чувствительна к инжекции через омический контакт носителей основного типа в решётку. Анизотропия DC и AC проводимости проявляется по всем главным кристаллическим направлениям. После обработки температурных и частотных зависимостей комплексной проводимости с использованием ряда моделей получены оценки активационных энергий и времён релаксаций для зарядового транспорта. На их основе сделаны выводы об электронной энергетической структуре вблизи уровня Ферми, механизмах зарядового транспорта и его низкочастотной динамики.anisotropy of conductionsmall polaronDebye type relaxationhoppingstrong localizationанизотропия проводимостималый полярондебаевская релаксацияпрыжковая проводимостьавтолокализация1.The Structure of LiCu2O2 with Mixed-Valence Copper from Twin-Crystal Data / R. Berger, A. Meetsma, S. Smaalen et al. // J. Less-Common Metals. - 1991. - Vol. 175. - P. 119.2.Spin Waves and Magnetic Interactions in LiCu2O2 / T. Masuda, A. Zheludev, B. Roessli et al. // Phys. Rev. B. - 2005. - Vol. 72. - P. 014405.3.Буш А.А., Каменцев К.Е., Тищенко Э.А. Выращивание, термическая стабильность и электрические свойства монокристаллов фазы LiCu2O2 // Неорганические материалы. - 2004. - Т. 40, № 1. - С. 51-57.4.Буш А.А., Каменцев К.Е. Электрическая неустойчивость кристаллов LiCu2O2 // Физика твёрдого тела. - 2004. - Т. 46, № 3. - С. 433-440.5.Long A.R. Frequency-Dependent Loss in Amorphous Semiconductors // Adv. Phys. - 1982. - Vol. 31. - P. 553.6.Electron Localization into a Bound Spin Polaron in the Quasi-One-Dimensional S=1/2 Antiferromagnet LiCu2O2 / V.G. Storchak, J.H. Brewer, D.J. Arseneau et al. // Phys. Rev. B. - 2009. - Vol. 79. - P. 220406(R).