Strongly correlated Fermi systems are fundamental systems in physics that are best studied experimentally, which until very recently have lacked theoretical explanations. This review discusses the construction of a theory and the analysis of phenomena occurring in strongly correlated Fermi systems such as heavy-fermion (HF) metals and two-dimensional (2D) Fermi systems. It is shown that the basic properties and the scaling behavior of HF metals can be described within the framework of a fermion condensation quantum phase transition (FCQPT) and extended quasiparticle paradigm that allow us to explain the non-Fermi liquid behavior observed in strongly correlated Fermi systems. In contrast to the Landau paradigm stating that the quasiparticle effective mass is a constant, the effective mass of new quasiparticles strongly depends on temperature, magnetic field, pressure, and other parameters. Having analyzed collected facts on strongly correlated Fermi systems with quite different microscopic nature, we find these to exhibit the same non-Fermi liquid behavior at FCQPT. We show both analytically and using arguments based entirely on the experimental grounds that the data collected on very different strongly correlated Fermi systems have a universal scaling behavior, and materials with strongly correlated fermions can unexpectedly be uniform in their diversity. Our analysis of strongly correlated systems such as HF metals and 2D Fermi systems is in the context of salient experimental results. Our calculations of the non-Fermi liquid behavior, the scales and thermodynamic, relaxation and transport properties are in good agreement with experimental facts.
Symmetry-enforced heavy-fermion physics in the quadruple-perovskite CaCu3Ir4O12
重费米子材料主要是稀土或锕系金属间化合物，只有极少数d电子系统例外。这些d电子重费米子系统的物理机制仍然不清楚。在这里，通过研究四重钙钛矿CaCu 3 Ir 4 O 12，我们提出了一个基于量子力学的机制，可能会加强重费米子物理在d-电子系统。我们表明，相邻的Cu 3d轨道之间的电子跳跃受到晶体对称性的严格禁止，因此Cu 3d电子只能通过与其他更流动的能带杂交而变得离域，类似于典型的重费米子稀土金属间化合物中的情况。这为在d电子系统中加强重费米子物理提供了一种有用的方法，并可能有助于未来设计新的重费米子材料。
Kondo Echo Dynamics of Terahertz-Pumped Heavy Fermions
Physikalisches Institut and Bethe Center for Theoretical Physics, Universität Bonn（波恩大学物理研究所与贝特理论物理中心）；Institute for Quantum Computing Analytics (PGI-12), Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心量子计算分析研究所（PGI-12））；School of Physics and Astronomy, University of St. Andrews（圣安德鲁斯大学物理与天文学学院）
在某些镧系和锕系金属中，由于强的电子-电子相互作用，在低温下形成的比自由电子质量大得多的载流子的有效质量，包括钚形成的那些。这种重费米子质量反映在电子比热系数的显著增强$γ$中，对于元素钚本身来说，它比普通金属大得多。根据我们的定义，有12个钚基重费米子化合物，最近发现的，其基本性质是已知的和讨论。相对于其他例子，这些基于钚的重费米子系统特别复杂，部分原因是可能同时存在多个几乎简并的5 f $^n$构型。这种复杂性带来了重大的机遇和挑战，包括了解其中一些材料中非常规超导性的起源。
Applicability of Anderson and Hubbard model for Ce metal and cerium heavy fermion compounds
研究了在金属铈和铈重费米子化合物的电子结构计算中考虑格位间$f-f$杂化的重要性。我们证明，对于重费米子系统，如铈化合物CeCu $_2$ Si $_2$ $f-f$杂化可以忽略不计，安德森模型的应用是合理的。另一方面，对于铈金属，$f-f$杂化足够强以提供与$4f$和巡回电子之间的杂化相当的杂化功能的贡献。我们认为，在Ce的情况下，只有最一般的哈伯德和安德森模型相结合的哈密顿量应使用。
Antiferromagnetic criticality at a heavy-fermion quantum phase transition
对强关联电子系统磁相图的解释仍有争议。特别是，在零温度下发生的量子相变的物理学仍然是个谜。重费米子化合物是量子临界性的教科书例子，因为掺杂、压力或磁场的应用可以导致磁有序态和顺磁态之间的量子相变。一个中心问题涉及临界量子涨落的微观性质。它们是反铁磁的还是本地的？在这里，我们证明，使用非弹性中子散射实验，量子相变在重费米子系统Ce 1-xLaxRu 2 Si 2的反铁磁序参量的波动控制。至少对于这个重费米子家族来说，赫兹-米利斯-森谷自旋涨落方法似乎是描述量子反铁磁-顺磁不稳定性的可靠基础。
How Kondo Holes Create Intense Nanoscale Heavy-Fermion Hybridization Disorder
在重费米子化合物中，用无自旋原子取代磁性原子会产生一种通常被称为“近藤空穴”的量子态。尚未实现近藤空穴的原子尺度电子结构或其破坏性影响的实验成像（Lawrence JM等人（1996）Kondo hole behavior in Ce 0. 97La0。03Pd 3. Phys Rev B 53：12559-12562; Bauer ED等人（2011）Electronic inhomogeneity in a Kondo lattice.美国国家科学院院刊108：6857-6861）关于传导和产生重费米子态的定域电子之间的杂交过程。在这里，我们报告可视化的电子结构在近藤孔取代无自旋钍原子的磁性铀原子的重费米子系统URu 2Si 2。在每个钍原子上，观察到电子束缚态。此外，围绕每个钍原子，我们发现最近预测在近藤空穴处发生的杂化强度的不寻常调制（Figgins J，Morr DK（2011）Defects in heavy-fermion materials：unveiling strong correlations in real space. Phys Rev Lett 107：066401）。然后，通过引入“杂交gapmap”技术的重费米子的研究，我们发现强烈的纳米级的异质性的杂交由于相结合的随机性的近藤孔网站和长程性质的杂交振荡。这些观测结果提供了直接洞察到微观过程的重费米子…
Observing the anisotropic optical response of the heavy-fermion compound UNi2Al3
重费米子的光学电导率可以揭示这些强关联电子系统中载流子动力学的基本性质。在这里，我们通过测量太赫兹辐射的透射率和相移，通过一个薄膜的UNi 2Al 3，具有六方晶体结构的材料，重费米子上的红外光学的传统技术。我们推导出的光学电导率在以前无法访问的频率范围内，此外，我们解决的光学响应的各向异性（平行和垂直于六边形平面）。在7 cm ^-1附近的频率下，我们发现了一种强烈的温度依赖性和各向异性的光学电导率，令人惊讶的是，它大致遵循直流行为。
Formation of the coherent heavy fermion liquid at the 'hidden order' transition in URu2Si2
本文介绍了重费米子超导体URu $_2$ Si $_2$的高分辨角分辨光电子能谱。作为激发能和温度的函数的测量使我们能够解开各种光谱特征，揭示了整个隐藏的顺序过渡的低能电子结构的演变。已经以上的隐藏的顺序过渡，我们的测量揭示了存在的弱色散状态下的费米能级，表现出大的散射率。在进入隐藏秩序阶段时，这些状态转变为与导带杂交的相干重费米子液体。
