Topological insulators in filled skutterudites
基于从头计算，我们在铈填充方钴矿（FS）化合物中发现了新的拓扑绝缘体。我们发现CeOs_4As_（12）和CeOs_4Sb_（12）是Os-d和Ce-f轨道之间具有带反转的零能隙材料，因此它们是二维和三维拓扑绝缘体的母体化合物，就像块体HgTe一样。在低温下，这两种化合物都变成拓扑近藤绝缘体，它们在本体上是近藤绝缘体，但在边界上具有鲁棒的狄拉克表面态。这种新的拓扑绝缘体家族与以前的相比具有两个优点。首先，它们可以与其他超导FS化合物具有良好的邻近效应，实现Majarona费米子。其次，CeOs_4Sb_（12）在低温下的反铁磁性为实现具有新拓扑现象的大质量狄拉克费米子提供了一种途径。
2011-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamics and reduced thermal conductivity of filled skutterudites
方钴矿的热导率在用稀土（RE）离子填充“空隙”位置时的大幅降低是其有利的热电性质的关键，但仍有待理解。使用基于第一性原理计算的晶格动力学模型，我们解决了最流行的微观机制，通过振动离子还原。该模型经受住非弹性中子散射和比热测量，并驳斥了假设的非谐RE电位和两个不同的本地化RE振动的不同频率。它确实表明裸La振动和某些Sb类声子分支之间的强烈杂交，表明谐波RE运动作为抑制热导率的重要机制的非谐散射。
2000-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Calculated thermoelectric properties of La-filled skutterudites
从电子结构的角度讨论了La填充方钴矿的热电性能。这些是从局部密度近似的第一原理计算的。电子结构又被用来确定与输运有关的量。对La（Fe，Co）Sb_{12}的虚晶计算表明，随Co浓度的变化，该体系服从近刚性带行为，在组成LaFe_3%CoSb_{12} CoSb_{12}的位置处有明显的带隙。价带最大值出现在$Γ$点处，并且是由于单简并色散带，其本身对于高热电势是不利的。然而，非常平坦的过渡金属衍生的带发生在附近，并成为活跃的掺杂水平的增加，给出了一个非平凡的依赖于载流子浓度的属性，并解释了有利的热电性能。
1997-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Low thermal conductivity in La-filled cobalt antimonide skutterudites with an inhomogeneous filling factor prepared under high-pressure conditions
采用活塞-圆筒式静压机在3.5GPa的高压条件下一步合成并烧结了La填充方钴矿LaxCo 4Sb 12（x：0.25和0.5）。的反应产物的结构特性，其特征在于通过同步辐射X-射线粉末衍射，清楚地显示了不均匀的填充因子的方钴矿相，通过透射电子显微镜证实。La填充原子的非均匀分布足以产生晶格热导率的显著降低，这主要是由于高能声子的应变场散射。此外，镧填料主要充当对声子散射具有强烈影响的类爱因斯坦振动模式。超低的热导率值为2.39 W/mK和1.30 W/mK的测量为La0.25Co4Sb12和La0.5Co4Sb12标称组合物在780 K，分别。此外，镧原子有助于增加样品中的载流子浓度。在La_（0.25）Co_（4Sb）_（12）的情况下，功率因数提高，热电性能改善。
2018-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Electrical transport properties of Co-based skutterudites filled with Ag and Au
本工作提出的电输运性质的Ag，Au和La的分数填充块体方钴矿：CoSb 3，CoAs 3，和CoP 3的理论计算。采用密度泛函理论和投影缀加波势计算了体能带结构和部分态密度。沿着整个第一布里渊区使用动量矩阵方法计算作为温度和填充分数的函数的塞贝克系数（S）、电导率（S）和功率因数（S2 s）。电输运性质的计算趋势与先前公布的实验测量P型未填充和La填充CoSb 3。Ag和Au填充化合物的计算S和s值表明，p型Au0.125（CoSb 3）4，Au0.25（CoSb 3）4和Au（CoSb 3）4表现出最有前途的电子性质。因此，金被推荐作为一个有前途的填料，提高热电性能的锑化钴。Ag也是磷化钴的良好填料;在Ag（CoP 3）4中观察到负间接带隙的产生，这表明半金属行为，因此该化合物可能表现出比金属CoP 3更低的热导率。最后，我们建议未来的方向，以提高这些材料的热电优值。
2012-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Optical Properties of MFe_4P_12 filled skutterudites
本文对MFe_4P_12族四种填充方钴矿（M = La，Th，Ce和U）的红外反射光谱进行了测量。在从M = La到U的过程中，系统经历了金属-绝缘体转变。结果表明，虽然填充原子诱导系统的输运性质的这种戏剧性的变化，它只有一个小的晶格动力学的影响。我们讨论了这一属性的化合物在其可能的热电应用的背景下。
1999-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantitative Nanoscale Mapping of Three-Phase Thermal Conductivities in Filled Skutterudites via Scanning Thermal Microscopy
在过去的二十年中，纳米结构范例已成功地应用于广泛的热电材料中，导致热导率显著降低和优异的热电性能。然而，这些进展已经完成，没有直接调查的本地热电性能，即使本地电流可以映射具有高空间分辨率。事实上，目前还缺乏一种有效的方法将宏观热电性能与局部微观结构和性能联系起来。在这里，我们表明，局部热导率可以定量映射，具有良好的精度，纳米分辨率，和一对一的对应关系的微观结构，使用三相方钴矿作为模型系统。结合有限元模拟的扫描热显微镜显示样品的电导率和探针电阻之间的密切相关性，使我们能够区分跨越数量级的热导率，但解决整个相界面的热变化与小的对比度。因此，该技术提供了一个强大的工具，以关联局部的热导率，微观结构和宏观性质的纳米结构材料一般，特别是纳米结构热电。
2017-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Charge-Doping driven Evolution of Magnetism and non-Fermi-Liquid Behavior in the Filled Skutterudite CePt4Ge12-xSbx
填充的方钴矿化合物CePt4Ge12位于接近Ce的中间价和重费米子行为之间的边界。用Sb取代Ge驱动系统进入强相关，并且最终在进一步增加Sb浓度时进入反铁磁有序状态。我们的实验证明了新兴的近藤物理和本地4f时刻的形成微妙的相互作用。一个扩展的非费米液体区域，这可以理解的近藤无序模型的框架，观察。能带结构的计算支持的结论是，物理性质是由通过Sb替代和伴随的体积效应的电子供应的相互作用。
2012-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetism in Na-filled Fe-based skutterudites
超导性和磁性的相互作用是一个持续关注的主题，最近由于铁基超导性的发现和认识到磁量子临界点附近的自旋涨落可以为超导性和序参量提供解释而受到刺激。本文利用第一性原理计算研究了Na填充Fe基方钴矿的磁性。NaFe4Sb12是已知的接近量子临界点的铁磁体。我们发现这种化合物的铁磁金属状态驱动的Stoner型不稳定性，与以前的工作一致。与先前的工作一致，磁化强度被高估，正如预期的巡回铁磁量子临界点附近的材料。NaFe4P12在密度泛函水平上也显示出铁磁不稳定性，但这种不稳定性比NaFe4Sb12弱得多，可能将其置于量子临界点的顺磁侧。NaFe_4As_（12）表现出中间行为。我们还提出了方钴矿FeSb 3，这是一个亚稳相，已报告的薄膜形式的结果。
2015-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theoretical study of thermoelectric properties of $\textrm{CeIr}_\textrm{4} \textrm{P}_\textrm{12}$ filled skutterudite for energy conversion
该研究首次通过密度泛函理论和玻尔兹曼模拟预测了CeIr4P12方钴矿的结构、弹性、热力学及热电性质，证实其机械、动力学和能量稳定性，并揭示其作为热电材料的潜力。
2025-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Quadrupole Susceptibility of Gd-Based Filled Skutterudite Compounds
结果表明，四极磁化率可以检测到Gd化合物相反，我们的教科书知识，Gd $^{3+}$离子诱导纯自旋力矩由于Hund的规则中的$LS$耦合计划。Gd $^{3+}$的基态多重态总是以$J$ =7/2为特征，其中$J$表示总角动量，但在$j$ - $j$耦合方案中，$j$ =7/2八重态中的一个$f$电子携带四极矩，而其他六个电子完全占据$j$ =5/2六重态，其中$j$表示一个电子总角动量。对于库仑相互作用和自旋轨道耦合的实际值，基态波函数被发现包含显着量的$j$ - $j$耦合组件。从简单平均场近似下四极极化率的计算，我们指出了探测填充方钴矿中弹性常数软化的可能性。
2012-09-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Einstein Modes in the Phonon Density of States of the Single-Filled Skutterudite Yb$_{0.2}$Co$_{4}$Sb$_{12}$
通过非弹性中子\emph{time-of-flight}散射测量声子态密度和比热测量以及第一原理计算，为填充方钴矿Yb $_{0.2}$ Co $_{4}$ Sb $_{12}$中存在$ω_{E1} \approx$ 5.0 meV的爱因斯坦振荡器（"\emph{rattler}"）提供了令人信服的证据。在测量的Yb $_{0.2}$ Co $_{4}$ Sb $_{12}$在中间转移能量（14 meV $\leq$ \emph{$ω$} $\leq$ 20 meV）的态密度中的多个无色散模式表现在实验和理论\emph{density-of-states}的Yb填充试样。在12.4毫电子伏的峰值与从热容数据中获得的\emph{$ω_{E2} \approx$} 12.8毫电子伏的第二爱因斯坦模式相吻合。在中间转移能量的本地模式是由于改变的主机CoSb $_{3}$笼作为结果的Yb填充的属性。有人建议，这些模式是由于除了在$ω_{E1} \, \approx$ 5.0毫电子伏观察到的模式的一个互补的机制的散射的载热声子。我们的观察结果提供了一个合理的解释，填充方钴矿的显着更高的\textit{dimensionless figures of merit}，与他们的母体化合物相比。
2010-10-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
High spin polarization in the ferromagnetic filled skutterudites KFe4Sb12 and NaFe4Sb12
用超导铌尖和铅尖的点接触Andreev反射研究了铁磁碱金属锑化铁KFe_4Sb_（12）和NaFe_4Sb_（12）的自旋极化。从这些测量的K和Na化合物，分别为67%和60%的固有传输自旋极化Pt，推断建立这些材料作为一类新的高度自旋极化铁磁体。计算结果与局域自旋密度近似（LSDA）下的能带结构计算结果一致，后者预测态密度接近100%的自旋极化。我们讨论了计算的费米速度和自旋涨落对Pt的影响。
2005-10-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
f-Electron-Nuclear Hyperfine-Coupled Multiplets in the Unconventional Charge Order Phase of Filled Skutterudite PrRu4P12
在填充方钴矿PrRu 4P 12的非常规f电子相关电荷有序相中，利用高质量单晶的比热和磁化强度测量，研究了Pr离子三重态晶体电场基态的低温行为.比热在零场条件下在0.30K处出现了一个反常的Schottky型峰结构，尽管没有对称性破缺。0.06K的磁化曲线在1 T以下有明显的圆化。它已被揭示，这些异常提供了令人信服的证据，形成一个晶格的Pr 4f-电子-核超精细耦合多重态，第一个已知的物理观测的同类。
2011-05-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.atom-ph
Vibrational and structural properties of the $R$Fe$_{4}$Sb$_{12}$ ($R=$Na, K, Ca, Sr, Ba) filled skutterudites
利用温度依赖的扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）和压力依赖的X射线衍射（XRD）实验研究了$R$ Fe $_{4}$ Sb $_{12}$方钴矿的振动和弹性性质.在$T$ -间隔$6<T<300$ K中进行$R=$ K、Ca和Ba材料的Fe $K$ -边缘EXAFS实验，并且在$P$ -间隔$1\text{ atm }<P<16$ GPa中进行$R=$ Na、K、Ca、Sr和Ba材料的XRD实验。从EXAFS，我们得到了相关的德拜-沃勒参数，从而分析，以提取有效的弹簧常数连接的Fe-$Y$（其中$Y=$的$R$，Fe或Sb）散射路径。我们的研究结果表明，在轻阳离子的情况下，$R=$ K或Ca，$R$原子相对较弱地耦合到笼子里，在一个让人想起爱因斯坦振荡器的场景。从XRD实验中，我们获得了所有$R=$ Na、K、Ca、Sr和Ba材料的体积模量$B_{0}$，其值范围为$77$ GPa（$R=$ K）至$R=99$ GPa（$R=$ Ba），以及作为$P$的函数的可压缩性$β$。在$β$作为$R$填料的功能的趋势进行了讨论，它表明，它不与简单的几何考虑，而是与填料笼粘结性能。
2022-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Infrared study on the electronic structure of alkaline-earth-filled skutterudites AT4Sb12 (A = Sr, Ba; M = Fe, Ru, Os)
获得了具有化学式$A^{2+}M_{4}$ Sb $_{12}$（$A$ = Sr，Ba，$M$ = Fe，Ru，Os）的碱土填充方钴矿和参考材料La $^{3+}$ Fe $_{4}$ Sb $_{12}$的光导[ $σ(ω)$ ]谱，并与相应的能带结构计算和计算的$σ(ω)$谱进行比较，以研究它们的电子结构。在高温下，等离子体边缘的能量随着Fe $_{4}$ Sb $_{12}$笼中的客体原子$A$的价态增加而降低，表明空穴型导电。在SrFe $_{4}$ Sb $_{12}$中观察到一个赝能隙为25 meV的窄峰，而在Ru和Os对应物中相应的峰分别位于200和100 meV处。这些化合物的峰值能量的顺序与其中Os-化合物位于Fe-和Ru-化合物之间的晶体性质一致。这表明在红外$σ(ω)$光谱中观察到的电子结构直接影响材料的性能。能带结构计算表明，这些化合物的不同电子结构源于$M$离子的不同$d$态。
2007-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Superconducting Gap Structure of Filled Skutterudite LaOs$_4$As$_{12}$ Compound through $μ$SR Investigations
本文通过比热和μSR测量研究LaOs$_4$As$_{12}$的超导能隙结构，证实其体超导性、完全能隙特征及时间反演对称性保持，为探索单带与多带超导相互作用提供新平台。
2023-07-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multigap Superconductivity in the Filled-Skutterudite Compound LaRu$_4$As$_{12}$ probed by muon spin rotation
利用μ子自旋旋转（$μ$ SR）和非弹性X射线散射（IXS）研究了填充方钴矿化合物LaRu $_{4}$ As $_{12}$的超导性质.双间隙各向同性（$s+s$）波模型可以解释超流密度的温度依赖性。零场$μ$ SR测量证实了时间反演对称性在进入超导态时不会破坏。在2，20和300 K的晶格动力学的测量揭示了声子模式的温度依赖性，不遵循严格的硬化的声子频率冷却后，预期在准谐波图片。20~K的数据是大多数声子频率的转折点。从上往下看，在接近20 K时确实观察到了硬化现象，而对于少数树枝，在进一步冷却到2 K时则观察到了弱的软化现象。观察到的声子模的色散关系在整个布里渊区匹配DFT预测相当密切。我们的研究结果指出，立方LaRu $_{4}$ As $_{12}$是一个很好的参考材料，用于研究多带超导，包括那些具有较低的晶体对称性，如铁砷化物基超导体。
2022-09-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge-carrier behavior in Ba-, Sr- and Yb-filled CoSb$_3$: NMR and transport studies
我们报道了$^{59}$ Co NMR和输运测量$n$型填充方钴矿Ba $_x$ Yb $_y$ Co $_4$ Sb $_{12}$和$A$ $_x$ Co $_4$ Sb $_{12}$（$A$ = Ba，Sr），有前途的热电材料.结果表明，一致的浅缺陷附近的导带最小值占主导地位的电子行为，在未填充的CoSb $_3$的行为。为了分析结果，我们将缺陷建模为在态密度中具有单峰，由于来自填充原子的捐赠电荷而在低温下占据。我们拟合了NMR位移和自旋晶格弛豫速率，允许任意载流子密度和简并。结果提供了一个一致的图片的霍尔数据，解释的载流子浓度的温度依赖性。此外，在不调整模型参数的情况下，我们计算了Seebeck系数曲线，也提供了良好的一致性。与最近报道的计算结果相一致，似乎由填料原子的存在引起的复合原生缺陷可以解释这种行为。这些结果提供了一个更好的了解平衡的电荷载体，设计改进的热电材料的至关重要的。
2019-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Field-insensitive heavy fermion features and phase transition in the caged-structure quasi-skutterudite Sm$_3$Ru$_4$Ge$_{13}$
用磁化强度$M(T)$、比热$C_p(T)$、电阻率$ρ(T)$和热导率$κ_T(T)$研究了Sm $_3$ Ru $_4$ Ge $_{13}$的强场不敏感重费米子特性和$T_N \approx$ 5~K的磁相变. Sm $_3$ Ru $_4$ Ge $_{13}$的平均晶体结构符合立方空间群$Pm\bar{3}n$，然而，从X射线数据中获得了细微的结构畸变的特征。的磁化率，$χ(T)$，遵循修改后的居里-外斯定律，表明Sm $^{3+}$的晶体场的存在和范弗莱克条款的意义。Sm $_3$ Ru $_4$ Ge $_{13}$的$M(H)$中没有观察到铁磁性的迹象，其产生仅0.025~ $μ_\mathrm{B}$ /f. u. - Sm在2~K、7~T.由低温比热分析估算的索末菲系数$γ\approx$ 220~mJ/mol-Sm K $^2$表明低温下形成了重准粒子。尽管在60~K时观察到$ρ(T)$的ln $T$依赖性，但通过假设载流子激活行为的双带模型来解释电阻率行为。电阻率的场扫描，$ρ(H)$，低于$T_N$显示显着的非线性，而那些以上的$T_N$更像金属。低的热导率，$κ_T(T)$，观察到在Sm $_3$ Ru $_4$ Ge $_{13}$然而，显示异常的$T_N$这意味着磁弹性耦合。在300 K时，观察到相当高的Seebeck系数，$S \approx$ 4…
2016-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Novel Rattling of K Atoms in Aluminium-Doped Defect Pyrochlore Tungstate
振动动力学已被确定为基本的超导性在缺陷烧绿石锇酸盐和铝钒金属间化合物，以及低热导率的笼形物和填充方钴矿。结合非弹性中子散射（INS）测量和从头算分子动力学（MD）模拟，我们采用一种新的方法研究了掺铝烧绿石钨酸盐AAl 0.33W 1.67O6（A = K，Rb，Cs）的振动.我们发现，虽然所有的碱金属嘎嘎作响，K原子的嘎嘎作响是独特的，涉及到一个笼子内的局部扩散以及在一定频率范围内的振动。我们发现，新的K rattling是由强的非谐性和各向异性的K原子周围的本地电位，这两个都是一个后果的小尺寸的K rattler驱动。我们的发现可能为热电材料中的声子工程开辟新的可能性。
2013-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Possible Kondo resonance in PrFe4P12 studied by bulk-sensitive photoemission
本文利用体敏感共振光电子能谱研究 PrFe4P12 的 Pr 4f 电子态，在费米能级以下发现随温度降低而增强的强谱强度，推测其来源于 Pr 4f 与传导电子强杂化形成的近藤共振。
2004-07-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
