Different Evolution of Intrinsic Gap in Kondo Semiconductors SmB6 and YbB12
J. Yamaguchi, A. Sekiyama, M. Y. Kimura, H. Sugiyama, Y. Tomida, G. Funabashi, S. Komori, T. Balashov, W. Wulfhekel, T. Ito, S. Kimura, A. Higashiya, K. Tamasak… 展开作者
J. Yamaguchi, A. Sekiyama, M. Y. Kimura, H. Sugiyama, Y. Tomida, G. Funabashi, S. Komori, T. Balashov, W. Wulfhekel, T. Ito, S. Kimura, A. Higashiya, K. Tamasaku, M. Yabashi, T. Ishikawa, S. Yeo, S. -I. Lee, F. Iga, T. Takabatake, S. Suga
本文用体敏光电能谱研究了近藤半导体合金Sm_（1-x）Eu_xB_（6）和Yb_（1-x）LuxB_（12）的光谱函数随温度和稀土掺杂量的变化。结果发现，4f晶格相干性和固有的（小）能隙是稳健的SmB 6对Eu取代高达x = 0.15，而都崩溃的Lu取代已经在x = 0.125的Yb B 12。我们的研究结果表明，本征间隙形成的机制是不同的SmB 6和YbB 12之间，虽然他们到目前为止被归类为同类的近藤半导体。
英文摘要：
Dependence of the spectral functions on temperature and rare-earth substitution was examined in detail for Kondo semiconductor alloys Sm1-xEuxB6 and Yb1-xLuxB12 by bulk-sensitive photoemission. It is found that the 4f lattice coherence and intrinsic (small) energy gap are robust for SmB6 against the Eu substitution up to x = 0.15 while both collapse by Lu substitution already at x = 0.125 for YbB12. Our results suggest that the mechanism of the intrinsic gap formation is different between SmB6 and YbB12 although they were so far categorized in the same kind of Kondo semiconductors.
Indirect and direct energy gaps in the Kondo semiconductor YbB12
近藤半导体YbBPDMATHABMN的光学电导率[$σ(ω)$]已在宽的温度范围（$T$ = 8PDMATHABMP 690 K）和光子能量（$\hbar ω\geq$ 1.3 meV）进行了测量。$σ(ω)$数据揭示了YbB $_{12}$从高$T$的金属电子结构到低$T$的半导体电子结构的整个交叉。在$T \leq$ 20 K时，在$\hbarω$ = 15 meV处新发现了一个与$σ(ω)$中的能隙发展相关的明显的起始点.起始能量被确定为出现在$σ(ω)$中的YbB $_{12}$的带隙宽度。σ（ω）$ is interpreted as the indirect gap, which has been predicted in the band model of Kondo semiconductor. On the other hand, the strong mid-infrared (mIR) peak observed in $ σ（ω）$中的能隙被解释为直接能隙。在开始和mIR峰附近的吸收系数确实显示出在常规半导体中间接和直接光学跃迁所预期的特征能量依赖性。
Anisotropic Electronic Structure of the Kondo Semiconductor CeFe2Al10 Studied by Optical Conductivity
我们报告了CeFe $_2$ Al $_{10}$的温度依赖性极化光学电导率[ $σ(ω)$ ]光谱，该光谱是CeRu $_2$ Al $_{10}$和CeOs $_2$ Al $_{10}$在28 K下发生异常磁转变的参考材料。沿b轴的$σ(ω)$谱与在$ac$平面中的谱有很大不同，表明该材料具有各向异性的电子结构。在低温下，在所有轴上，在55 meV处出现了由于穿过导带和局部$4f$状态之间的杂化间隙的光学跃迁（即$c$ - $f$杂化）而引起的肩部结构。然而，间隙打开温度和准粒子Drude重量的出现温度是强烈的各向异性，表明各向异性的近藤温度。CeRu $_2$ Al $_{10}$和CeOs $_2$ Al $_{10}$的电子结构和近藤温度的强各向异性与反常磁相变有关。
Quantitative study of valence and configuration interaction parameters of the Kondo semiconductors CeM2Al10 (M = Ru, Os and Fe) by means of bulk-sensitive hard x-ray photoelectron spectroscopy
Doping Effects on the Electronic Structure of an Anisotropic Kondo Semiconductor CeOs$_2$Al$_{10}$: An Optical Study with Re and Ir Substitution
各向异性近藤半导体CeO_3-$_2$-Al-$_{10}$在较高的相变温度$T_0$（28.5K）下表现出不寻常的反铁磁有序.到目前为止，已经提出了两种可能的磁序起源，一种是导电（$c$）和$4f$状态之间的杂化的Kondo耦合，另一种是沿正交$b$轴的电荷密度波/电荷有序。为了阐明磁序的起源，我们利用沿$b$轴的光学电导谱研究了空穴和电子掺杂的CeOs $_2$ Al $_{10}$ [分别为Ce（Os $_{1-y}$ Re $_y$）$_2$ Al $_{10}$和Ce（Os $_{1-x}$ Ir $_x$）$_2$ Al $_{10}$]的电子结构。在$\hbarω\sim50$ meV下，$c$ - $f$杂交缺口的强度通过$x=y=0$从$y=0.10$连续降低到$x=0.12$。在$\hbarω\sim20$ meV处观察到的电荷激发强度在$x=y=0$处具有最大值，这与$T_{\rm 0}$的掺杂依赖性相似。电荷激发与磁序密切相关的事实加强了电荷密度波/电荷序作为磁序起源的可能性。
Contrasting chemical pressure effect on the moment direction in the Kondo semiconductor CeT$_2$Al$_{10}$ (T = Ru,Os)
在正交晶系化合物CeT $_2$ Al $_{10}$（T = Ru和Os）中自旋能隙的打开之后，分别在$T_N$ = 27 K和28.5 K下进行反铁磁有序化，并且沿着$c-$轴具有小的有序矩（0.29 $-$ 0.34 $μ_B$），该轴不是晶场（CEF）的易磁化轴。为了研究Ce $_{1-x}$ La $_x$ T $_2$ Al $_{10}$（T = Ru和Os）中10% La掺杂对磁矩方向和自旋能隙的影响，以及了解磁性基态的微观本质，本文报道了这些化合物的磁性、输运性质、热性质、中子衍射（ND）和非弹性中子散射（INS）研究.我们的INS研究揭示了7 meV和10 meV的自旋能隙的持久性在10%的La掺杂的T = Ru和Os化合物，分别。更有趣的是，我们的ND研究显示在Ce $_{0.9}$ La $_{0.1}$ Ru $_2$ Al $_{10}$中沿着$b-$轴的非常小的有序矩为0.18 $μ_B$（与未掺杂的化合物相比，矩方向改变），然而在Ce $_{0.9}$ La $_{0.1}$ $_2$ Al $_{10}$中沿着$c-$轴的矩仍然为0.23 $μ_B$。这种对比行为可以通过CeRu $_2$ Al $_{10}$和CeOs $_2$ Al $_{10}$中不同程度的杂化来解释，后者比前者更强。μ子自旋旋转Ce $_{1-x}$ La $_x$ Ru …
Hexagon Ising-Kondo lattice: An implication for intrinsic antiferromagnetic topological insulator
最近，MnBi $_2$ Te $_4$材料已被提出作为第一个本征反铁磁拓扑绝缘体（AFMTI），其中磁性和拓扑结构之间的相互作用诱导了几个迷人的拓扑相，如量子反常霍尔效应，马约拉纳费米子和轴子电动力学。然而，一个完全可解的模型，能够捕捉磁性和拓扑结构之间的相互作用的基本物理仍然是缺席。在这里，灵感来自伊辛类性质[B。Li \textit{et al.} Phys. Rev. Lett. \textbf{124}，167204（2020）]和MnBi $_2$ Te $_4$的拓扑性质，我们提出了一个拓扑Ising-Kondo晶格（TIKL）模型来研究其零温下的基态性质.所得的相图包括丰富的拓扑和磁状态，出现在模型中提出的一个自然和一致的方式为内禀磁性拓扑绝缘体。利用蒙特卡罗模拟，我们将AFMTI的基态推广到有限温度。结果表明，这些拓扑性质在高温下仍然存在，在适当的关联强度下，高温可以恢复这些拓扑性质。结果表明，TIKL可以为今后的实验研究提供一种思路，利用TIKL可以对磁性和输运性质进行微调，从而获得更稳定、更奇异的磁性拓扑量子态.
Irreversible proliferation of magnetic moments at cleaved surfaces of the topological Kondo insulator SmB6
化合物SmB $_6$是拓扑近藤绝缘体的最佳实现，其中拓扑绝缘体态通过近藤相干获得。最近的研究发现，有证据表明，表面的钐$_6$主机铁磁畴，创造了一个内在的平台，单向弹道输运的域边界。在这里，表面敏感的X-射线吸收（XAS）和体积敏感的共振非弹性X-射线散射（RIXS）光谱测量在Sm N $_{4,5}$ -边缘，并用于评估电子对称性，激发和解理样品的表面附近的温度依赖性。XAS的数据表明，大矩原子多重态的分裂表面上的密度随着时间的推移不可逆地增长，在一定程度上，可能超过了最近在表面4f轨道占领观察到的相关变化。
