We carried out electrical resistivity experiments on (Yb,La)Rh2Si2 and on Yb(Rh,Ir)2Si2 under pressure and in magnetic fields. YbRh2Si2 exhibits a weak antiferromagnetic transition at atmospheric pressure with a Néel temperature of only T_N = 70 mK. By applying a small magnetic field T_N can be continuously suppressed to T=0 at B_c = 60 mT (B_|_c) driving the system to a quantum critical point (QCP). On applying external pressure the magnetic phase is stabilized and T_N(p) is increasing as usually observed in Yb-based heavy-fermion metals. Substituting Yb by La or Rh by Ir allows to create a negative chemical pressure, La (Ir) being smaller than Yb (Rh), and eventually to drive YbRh2Si2 to a pressure controlled QCP. In this paper we compare the effect of external hydrostatic pressure and chemical substitution on the ground-state properties of YbRh2Si2.
Tuning low-energy scales in YbRh$_2$Si$_2$ by non-isoelectronic substitution and pressure
重费米子金属YbRh $_2$ Si $_2$实现了具有多个消失能级$T_{\rm N}(B)$和$T^\ast(B)$的场诱导量子临界点。我们研究了它们的变化与部分非等电子取代,化学和静水压力。本文报道了Yb(Rh $_{1-x}$ T $_x$)$_2$ Si $_2$(T=Fe或Ni)的低温电阻率、比热容和磁化率。对于$x\leq 0.1$,磁场$B\leq 0.3$ ~T(垂直于c轴)和静水压力$p\leq 1.5$ ~GPa。这些数据可以解开流体静力学和化学压力的综合影响,以及非等电子取代。与Ni和Co取代增强磁有序相反,Fe取代起相反的作用。对于$x=0.1$,它还完全抑制了$T^\ast$交叉并消除了铁磁波动。$T^\ast$的压力、磁场和温度依赖性与其作为近藤击穿特征的解释不一致。
Onset of a skyrmion phase by chemical substitution in MnGe chiral magnet
用中子小角散射方法研究了含$x$($0 \leq x \leq 0.3$)的Mn $_{1-x}$ Fe $_{x}$ Ge合金的磁相图的演化。我们毫不含糊地观察到的skyrmion晶格(或A-相)在散装MnGe和其发病下一个小的Mn/Fe替代的情况下。在那里,A相被赋予特殊的skyrmion密度,并且在非常大的温度区域和与Fe浓度成比例的场范围内稳定。我们的研究结果强调了通过化学掺杂来微调Skyrmion晶格特性的可能性。
Reply to the Comment by S. Wirth et al. on "Tuning low-energy scales in YbRh$_2$Si$_2$ by non-isoelectronic substitution and pressure"
先前,我们报道了在YbRh $_2$ Si $_2$中的$T^\ast(B)$交叉的掺杂和压力依赖性与其作为近藤击穿的特征的解释不相容[M.-2001]。H.舒伯特等人,Phys. Rev. Research 1,032004(R)(2019)]。S的评论。Wirth等人[arXiv:1910.04108]提到了对未掺杂YbRh $_2$ Si $_2$的霍尔测量,并批评我们的研究不完整且不确定。我们彻底检查这些数据并反驳评论的论点。
Chemical pressure tuning of URu$_2$Si$_2$ via isoelectronic substitution of Ru with Fe
对于Fe浓度$x$ $\leq$ 0.7,我们已经在URu $_{2-x}$ Fe $_x$ Si $_2$的单晶上使用比热和中子衍射测量,以确定Ru与Fe的化学取代作用为“化学压力”$P_{ch}$,如Kanchanavatee等人先前提出的[Phys. Rev. B { \bf 84},245122(2011)]基于对多晶样品的本体测量。值得注意的是,中子衍射揭示了在$x=0.1$处铀磁矩的急剧增加,这让人想起在$P_x\approx$ 0.5-0.7 GPa压力下在URu $_2$ Si $_2$中观察到的“隐藏顺序”(HO)到大磁矩反铁磁(LMAFM)相变的行为。使用从我们的测量确定的晶胞体积和等温压缩率$κ_{T} = 5.2 \times 10^{-3}$ GPa $^{-1}$为URu $_2$ Si $_2$,我们确定的化学压力$P_{ch}$在URu $_{2-x}$ Fe $_x$ Si $_2$作为$x$的函数。所得的URu $_{2-x}$ Fe $_x$ Si $_2$的温度$T$ -化学压力$P_{ch}$相图与建立的URu $_2$ Si $_2$的温度$T$ -外部压力$P$相图一致。
Bandwidth-tuning from insulating Mott quantum spin liquid to Fermi liquid via chemical substitution in $κ$-[(BEDT-TTF)$_{1-x}$(BEDT-STF)$_x$]$_2$Cu$_2$(CN)$_3$
Comprehensive study of out-of-plane transport properties in BaFe$_{2}$As$_{2}$: Three-dimensional electronic state and effect of chemical substitution
我们研究了母体和化学取代的BaFe $_{2}$ As $_{2}$的面外输运性质。通过对霍尔系数和化学替代效应的研究,阐明了高温顺磁四元相$ρ_c(T)$面外电阻率随温度变化的原因。电子(空穴)载流子具有非相干(相干)特性,这是非金属(金属)$ρ_c(T)$的原因。虽然电子和空穴的贡献几乎相当,但在高温下电子的贡献略大,而在低温下空穴的贡献略大,导致$ρ_c(T)$的最大值。在低温反铁磁正交相,取代的主要影响是增加剩余电阻率分量,在平面内运输的情况下。特别地,Co原子取代Fe引起具有大的$\mathit{ac}$各向异性的强散射。我们发现,K取代诱导的非金属行为在$ρ_c(T)$在低温下,这可能是由于一个弱的本地化性质沿$c$轴方向。
Magnetization study of the energy scales in YbRh$_{2}$Si$_{2}$ under chemical pressure
本文系统地研究了YbRh $_{2}$ Si $_{2}$在微负(6%)磁场下的磁化强度Ir替代)和正(7%Co替代)化学压力。我们展示了如何临界场$H_{0}$,与高场Lifshitz转换,被转移到较低(较高)的值与Co(Ir)取代。临界场$H_{\mathrm{N}}$,它确定的反铁磁(AFM)相$T_{\mathrm{N}}(H)$的边界线增加与正压和它接近于零与6%的Ir取代。另一方面,与能量标度$T^{*}(H)$相关的交叉场$H^{*}$(在那里观察到费米面的重构)不受化学取代的影响。(根据参考文献中提出的分析,\cite{Paschen2004,Gegenwart2007,Friedemann2009,Tokiwa2009a}我们已经用交叉函数拟合了量$\tilde{M}(H)=M+(dM/dH)H$以识别$H^{*}$。$T^{*}(H)$线在AFM相之外的足够高的场处遵循几乎线性的$H$依赖性,但是它在$T \le T_{\mathrm{N}}(0)$处偏离线性,并且在Yb(Rh $_{0.93}$ Co $_{0.07}$)$_{2}$ Si $_{2}$中,它在AFM相内部明显地改变斜率。此外,拟合函数的FWHM线性地依赖于相外的温度,但在相内保持恒定,这表明这种分析仅对$T \ge T_{\mathrm{N}}(0)$有效,或者费米表面在AFM相内的$T =…
Impact of Fe substitution on the electronic structure of URu$_2$Si$_2$
压力的作用以及Fe对隐藏有序(HO)化合物URu $_2$ Si $_2$中Ru的连续取代导致了大磁矩反铁磁相(LMAFM)的形成。用非共振非弹性X射线散射(NIXS)和4 $f$芯能级光电子能谱学(HAXPES)研究了取代系列URu $_{2-x}$ Fe $_x$ Si $_2$(其中$x$ = 0.2和0.3)。NIXS表明Fe的取代对基态波函数的对称性没有影响。在HAXPES中,我们没有发现表明5 $f$ -电子计数变化的谱重变化。因此,由于取代而引起的交换相互作用$\cal{J}$的变化一定很小,因此化学压力的猜测似乎不太可能。另一种情况进行了讨论,即形成长程磁秩序由于替代诱导的局部增强的磁化强度在附近的$f$ -电子离子,而整体电子结构保持不变。
Pressure-induced suppression of ferromagnetism in CePd$_2$P$_2$
相关电子材料Cepd $_2$ P $_2$在29 K下以ThCr $_2$ Si $_2$结构结晶并具有铁磁性。Lai等人[Phys. Rev. B 97,224406(2018)]发现了通过Ni取代Pd的化学压缩诱导铁磁量子临界点的证据。然而,化学取代引起的无序效应干扰了对可能的临界行为的简单分析。在目前的工作中,我们研究的温度-压力-磁场相图的单晶Cepd $_2$ P $_2$到25 GPa的电阻率,磁化率和X-射线衍射测量的组合。我们发现,铁磁性似乎在12 GPa附近被破坏,而晶体结构没有任何变化。
Effect of yttrium substitution on the superconducting properties of the system La$_{1-\textit{x}}$Y$_{\textit{x}}$O$_{0.5}$F$_{0.5}$BiS$_{2}$
本文研究了钇替代对La $_{1-\textit{x}}$ Y $_{\textit{x}}$ O $_{0.5}$ F $_{0.5}$ BiS $_{2}$体系超导电性的影响。标称Y浓度高达40%的多晶样品的合成,并通过电阻率,磁化率和比热测量的特点。Y取代降低了晶格参数\textit{a}和晶胞体积\textit{V},并观察到晶格参数\textit{c}、La-O-La键角和超导临界温度$T_c$之间的相关性。由Y取代La引起的化学压力既不产生高- $T_c$超导相,也不产生在LaO $_{0.5}$ F $_{0.5}$ BiS $_{2}$中观察到的结构相变。
Comment on "Tuning low-energy scales in YbRh$_2$Si$_2$ by non-isoelectronic substitution and pressure"
在参考文献1中,Schubert等人[Phys. Rev. Research 1,032004(2019)]报告了Fe和Ni取代的YbRh $_2$ Si $_2$的等温磁阻测量结果,基于此,他们对原始YbRh $_2$ Si $_2$的磁场诱导量子临界点(QCP)的Kondo破坏描述提出了质疑。在此,我们提出三点。首先,如Paschen等人和Friedemann等人对原始YbRh $_2$ Si $_2$的研究所示,等温交叉场和单场霍尔效应测量是必要的,以确定费米表面在该QCP上的演变。由于Schubert等人没有进行这样的测量,因此他们对Fe和Ni取代的YbRh $_2$ Si $_2$的结果不能用于评估近藤破坏图对取代或原始YbRh $_2$ Si $_2$的有效性。第二,当参考Friedemann等人关于YbRh $_2$ Si $_2$的等温交叉的数据时,他们没有认识到交叉宽度的含义,交叉宽度由半峰全宽(FWHM)量化,在温度上是线性的,具有零偏移,在温度上大约$1.5$几十年,从30 mK到1 K。最后,在要求Friedemann等人的霍尔交叉FWHM数据与上述$T$线性相关性的偏差时,他们忽略了这些测量的误差条,并丢弃了一些数据点。因此,Schubert等人的主张没有数据支持,既没有以前发表的数据,也没有新的数据(参考文献1)。因此,它们不能使YbRh $_2$ Si…
Chemical- and hydrostatic-pressure effects on the Kitaev honeycomb material Na$_2$IrO$_3$
利用μ子自旋弛豫和核磁共振方法研究了量子自旋液体态的候选材料\tcr{polycrystalline} Na $_2$ IrO $_3$在化学压力和流体静压下的低温磁性. Li对Na的化学取代促进了非均匀磁有序,而流体静压(高达3.9GPa)导致有序温度$T_\mathrm{N}$的提高.在第一种情况下,不均匀的磁序表明广泛分布的$j=\,$ \textonehalf \ Ir $^{4+}$磁矩的短程或长程相关性,反映了局部无序。在施加压力点下$T_\mathrm{N}$的增加是由于层间压缩引起的三维相互作用的强度增加。
Evolution of Fermi surface and normal-state gap in chemically substituted cuprates Bi$_{2}$Sr$_{2-x}$Bi$_{x}$CuO$_{6+δ}$
我们对化学取代的铜酸盐Bi $_{2}$ Sr $_{2-x}$ Bi $_{x}$ CuO $_{6+δ}$进行了系统的角分辨光电子能谱研究。我们观察到费米表面积与Bi取代含量$x$线性收缩,反映了这种化学取代的电子掺杂性质。此外,谱线宽度随着$x$的增加而迅速加宽,并且在超导-绝缘边界处变得完全不相干。在轻欠掺杂区观察到的d波状正常态带隙逐渐演变成大的软带隙,这在激发能量和温度方面线性地抑制了波腹光谱权重。结合在相同样品上获得的体电阻率数据,我们建立了在非常欠掺杂制度的库仑隙行为的出现。我们的研究结果揭示了高$T_c$铜酸盐中离面化学取代的双重作用,即掺杂和无序,并阐明了强关联和无序导致的量子电子态的本质.
Magnetic order in the chemically-substituted frustrated antiferromagnet CsCrF$_{4}$
用中子粉末衍射实验研究了化学取代对几何阻挫反铁磁体CsCrFPDMATHABMM基态的影响。测量磁性Fe取代的CsCr $_{0.94}$ Fe $_{0.06}$ F $_{4}$和磁性Al取代的CsCr $_{0.98}$ Al $_{0.02}$ F $_{4}$样品,并且在两种样品中清楚地观察到磁性布拉格峰。磁结构分析揭示了在CsCr $_{0.94}$ Fe $_{0.06}$ F $_{4}$中具有磁传播矢量$\mathbf{k}_{\rm mag}=(0,0,1/2)$的120 $^{\circ}$结构。对于CsCr $_{0.98}$ Al $_{0.02}$ F $_{4}$,形成具有$\mathbf{k}_{\rm mag}=(1/2,0,1/2)$的准120 $^{\circ}$结构。值得注意的是,在CsCr $_{0.94}$ Fe $_{0.06}$ F $_{4}$中识别的磁结构属于与CsCr $_{0.98}$ Al $_{0.02}$ F $_{4}$和母体CsCrF $_{4}$中的磁结构不同的基态相。这些结果表明,Fe取代对CsCrF $_{4}$的基态有很大的影响.
Stabilization of antiferromagnetism in CeFe2 alloys: Effects of chemical and hydrostatic pressure
研究了CeFe_2中Al、Mn和Sb掺杂的影响以及压力的影响。Al掺杂引起了FM-AFM转变和磁矩和TC值的降低,清楚地表明AFM组分的生长。Mn和Sb掺杂仅引起TC值的降低。研究发现,在一般情况下,外部压力增强的反铁磁性在纯和掺杂的合金。Ce 4f- Fe 3d杂化的增强和外加压力的作用可能是这些合金反铁磁性稳定的原因。
Effect of Ni substitution on the fragile magnetic system ${\text{La}_{5}\text{Co}_{2}\text {Ge}_{3}}$
Ames National Laboratory, U.S. DOE(美国能源部爱姆斯国家实验室);Iowa State University(爱荷华州立大学);Department of Physics and Astronomy, Iowa State University(爱荷华州立大学物理与天文学系);Laboratory for Muon Spin Spectroscopy, Paul Scherrer Institut(保罗谢勒研究所μ子自旋谱学实验室)