Магнитная восприимчивость твердых растворов (Bi$_{2-x}$Sb$_x$)Te$_3$ (0 $<x<$ 1) в диапазоне температур от 2 до 50 K

Сверхпроводящий квантовый интерферометр Джозефсона (СКВИД-магнетометр) использован для исследования температурных зависимостей магнитной восприимчивости $\chi$ кристаллов твердых растворов (Bi$_{2-x}$Sb$_x$)Te$_3$ (0 $<x<$ 1) в диапазоне температур от 2 до 50 K, при ориентации вектора напряженности магнитного поля $\mathbf{H}$ по отношению к тригональной оси кристалла $C_3$ : $\mathbf{H}\parallel C_3$ и $\mathbf{H}\perp C_3$. Установлено, что магнитная восприимчивость ионного остова исследованных образцов равна $\chi^G$ = -0.35 $\cdot$ 10$^{-6}$ см$^3$/г, вкладом дефектов кристаллической решетки в магнитную восприимчивость можно пренебречь, а вклад свободных носителей заряда во всем исследованном температурном интервале имеет диамагнитный характер. Показано, что в рамках подхода Паули и Ландау–Пайерлса удается описать вклад свободных носителей заряда в результирующую магнитную восприимчивость и ее анизотропию. В ходе расчета магнитной восприимчивости, выполненного с учетом постоянства концентрации свободных носителей заряда, находящихся в состоянии сильного вырождения, обнаружено, что наблюдается изменение характера температурной зависимости анизотропных эффективных масс от химического состава кристалла. Возможно, что это связано со сложной структурой валентной зоны и ее изменением при увеличении количества Sb$_2$Te$_3$ в составе твердого раствора.