Электронный транспорт, магнитное состояние и тип дырок в (La$_{0.8}$Ca$_{0.2}$)$_{1-y}$Mn$_{1-z}$O$_{3+\delta}$

Проведены измерения сопротивления $(\rho)$ и намагниченности (2 $\le T\le$ 300 K, 0 $\le H\le$ 9 T) поликристаллических образцов La$_{0.8}$Ca$_{0.2}$MnO$_{3.06}$, (La$_{0.8}$Ca$_{0.2}$)$_{0.975}$MnO$_{3.01}$ и La$_{0.8}$Ca$_{0.2}$MnO$_{3.06}$. Для первого и второго образцов получены обычные для КМС-манганитов результаты: рост сопротивления с уменьшением $T$ до $T\approx T_C$ и далее резкое его падение. Состав третьего образца отличается от состава первого тем, что в нем количество Mn-вакансий на $\sim$2.5% больше и эта разница обуславливает весьма сильное отличие свойств. Во-первых, ферромагнетизм в нем практически полностью подавляется и при низких температурах ($T\sim$ 50–70 K) наблюдается переход в состояние, близкое к состоянию кластерного стекла. Во-вторых, его сопротивление при низких $T$ и $H$ = 0 на 4 порядка величины выше сопротивления первого образца, хотя количество дырок в нем значительно больше. Показано, что для всех трех образцов при всех температурах величина локальной энергии активации $(E)$ зависит от поля. Особый интерес представляет тот факт, что $E$ довольно сильно уменьшается с полем в парамагнитной области, что не свойственно обычным полупроводникам. Отмеченные особенности свойств образцов удалось объяснить, если принять гипотезу, по которой дырки во всех трех образцах могут быть как в виде Mn$^{4+}$, так и в виде O$^-$ и они могут переходить друг в друга. Делается заключение, что понижение $T$ и повышение $H$ способствует образованию Mn$^{4+}$-дырок и приводит к понижению $\rho$ и $E$ и установлению ферромагнитного порядка, а увеличение количества вакансий в Mn-подрешетке способствует образованию O$^-$ дырок и ведет повышению $\rho$ и подавлению ферромагнетизма в образце.