报道了近藤晶格铁磁体CeRh $_6$ Ge $_4$在压力下的电阻率测量结果,并提出了量子铁磁(FM)相变是容易实现的.在大多数干净的金属铁磁体中,通过将FM转变为不连续转变或反铁磁转变来避免零场处的量子临界点(QCP)。相反,在CeRh $_6$ Ge $_4$中,2.5 K的居里温度随着压力的增加而连续降低,没有任何明显的转变转变为一级的迹象。在量子FM相变附近观察到明显的非费米液体行为。实验数据与CeRh $_6$ Ge $_4$在零场显示FM QCP的图片不矛盾。能带结构计算表明CeRh $_6$ Ge $_4$在Ce基Kondo晶格中具有不寻常的电子态。CeRh $_6$ Ge $_4$值得进一步研究,并将成为理解FM QCP问题的关键材料。
英文摘要:
We report resistivity measurements under pressure for Kondo-lattice ferromagnet CeRh$_6$Ge$_4$, and present that a quantum ferromagnetic (FM) phase transition is easily achieved. In most clean metallic ferromagnets, a quantum critical point (QCP) at zero field is avoided by changing the FM transition to a discontinuous transition or to an antiferromagnetic transition. In CeRh$_6$Ge$_4$, to the contrary, the Curie temperature of 2.5 K decreases continuously as increasing pressure without any clear signature that the transition changes to first order. The obvious non Fermi liquid behavior is observed in the vicinity of the quantum FM phase transition. The experimental data do not contradict a picture in which CeRh$_6$Ge$_4$ shows the FM QCP at zero field. Band structure calculation suggests the unusual electronic state of CeRh$_6$Ge$_4$ among Ce-based Kondo lattices. CeRh$_6$Ge$_4$ deserves further investigations and will be a key material to understand the matter of the FM QCP.
Magnetic structure of the antiferromagnetic Kondo lattice compounds CeRhAl4Si2 and CeIrAl4Si2
用中子粉末衍射研究了反铁磁近藤晶格化合物CeMAl $_{4}$ Si $_{2}$(M = Rh,Ir)的磁基态。尽管这两种化合物在体相性质测量中显示出两个磁性跃迁$T_{N1}$和$T_{N2}$,但磁性长程有序的证据仅在较低的跃迁$T_{N2}$以下发现。衍射轮廓的分析揭示了一个相称的反铁磁结构的传播矢量$\mathbf{k}$ =(0,0,1/2)。CeRhAl $_{4}$ Si $_{2}$和CeIrAl $_{4}$ Si $_{2}$有序态的磁矩分别为1.14(2)和1.41(3)$μ_{B}$/Ce,并平行于结晶学$c$轴,与磁化率测量结果一致。
The Kondo effect in ferromagnetic quantum critical CeRh$_6$Ge$_4$
Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY(德国电子同步辐射中心);Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室);National Yang Ming Chiao Tung University(国立阳明交通大学);National Synchrotron Radiation Research Center(国家同步辐射研究中心);Technische Universität Braunschweig(布伦瑞克工业大学)
Continuous ferromagnetic quantum phase transition on an anisotropic Kondo lattice
基于最近在重费米子化合物CeRh $_6$ Ge $_4$中发现的铁磁量子临界性,我们发展了二维各向异性铁磁Kondo-Heisenberg模型的无限投射纠缠对态的数值算法,研究了具有不同磁各向异性和跳跃各向异性的铁磁量子相变.我们的计算揭示了一个连续的铁磁量子相变在大的各向异性区域和一级量子相变较小的各向异性。我们的结果突出了磁各向异性对近藤晶格系统铁磁量子临界性的重要性,并为CeRh $_6$ Ge $_4$的准一维磁结构的实验观察提供了可能的解释.我们的工作为未来使用最先进的张量网络方法研究丰富的近藤晶格物理开辟了途径。
Exotic 4f Correlated Electronic States of Ferromagnetic Kondo Lattice Compounds ReRh$_6$Ge$_4$ (Re=Ce, Ho, Er, Tm)
University of Science and Technology Beijing(北京科技大学);Beijing Computing Center Co. Ltd(北京计算中心有限公司);Beijing Normal University(北京师范大学);Institute of Materials, China Academy of Engineering Physics(中国工程物理研究院材料研究所)
Kondo lattice and antiferromagnetic behavior in quaternary CeTAl$_4$Si$_2$ (T~=~Rh, Ir) single crystals
本文报道了CeRhAl $_4$ Si $_2$和CeIrAl $_4$ Si $_2$及其非磁性La类似物的合成和磁性。以Al-Si二元共晶为助熔剂生长了这些四元化合物的单晶。通过磁化率、等温磁化强度、电阻率、磁电阻率和热容的测量,详细研究了铈化合物的各向异性磁性。CeRhAl $_4$ Si $_2$和CeIrAl $_4$ Si $_2$都经历了两次反铁磁转变,第一次是在$T_{\rm N1}$ ~=~12.6~K和15.5~K从顺磁性转变为反铁磁性,第二次是在较低的温度$T_{\rm N2}$ ~=~9.4~K和13.8~K。顺磁磁化率是高度各向异性的,其在磁有序状态下的温度依赖性表明$c$轴是相对容易磁化的轴。同时,在2~K下沿$c$轴的等温磁化强度显示出伴随着相当大的滞后的急剧自旋翻转转变,而沿[100]方向直到我们测量的最高场14~T,它随场几乎线性变化。电阻率提供了近藤相互作用的证据,在这两种化合物中,从它的$-lnT$行为在顺磁区推断。热容数据证实了每种化合物中两个磁跃迁的体积性质,并通过与磁有序相关的熵的降低值进一步证实了近藤相互作用的存在。从1 K以下的热容数据推断,CeRhAl $_4$ Si $_2$和CeIrAl $_4$ Si $_2$的电子热容中的线性项系数$γ$分别为195.6和49.4 mJ/mol K $^2$,属于中等重费米子化合物。
The first-principles research on the role of surface in the heavy fermion compound CeRh$_2$Si$_2$
在重费米子材料中,许多奇异的强关联现象(近藤效应、磁序、超导性等)的特征能标都被研究了。在毫电子伏量级,这意味着重费米子材料是表面敏感的。在这里,我们研究的电子结构的Si和Ce终止表面的CeRh $_2$ Si $_2$的第一性原理方法。我们的研究揭示了表面效应对电子结构的三个显著影响,这与最近的角分辨光电子能谱(ARPES)实验是一致的。首先,表面晶体结构的弛豫改变了费米能级的相对位置,调整了能带的色散,增强了近藤共振。其次,Ce-4 $f$与表面层传导电子的杂化作用减弱,导致近藤共振峰减弱,自旋轨道带发生位移。表面Ce原子周围晶体电场的变化影响了近藤共振峰的分裂,同时也使表面4个$f$电子的Hubbard低带下移。此外,我们还发现了bulk的下Hubbard带的特征,这一点在以前的研究中被忽略了。我们的研究表明,这些表面效应是潜在的重要性,并强调在未来的强关联材料的性质的研究。
Basal-plane anisotropy of field-induced multipolar order in tetragonal CeRh$_2$As$_2$
Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);Université Grenoble Alpes, CEA, Grenoble-INP, IRIG, Pheliqs(格勒诺布尔阿尔卑斯大学);Institute for Solid State and Materials Physics, Dresden University of Technology(德累斯顿工业大学固态与材料物理研究所);Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses (LNCMI-EMFL), CNRS, Université Grenoble Alpes(法国国家强磁场实验室);Université Grenoble Alpes, CNRS, Institut Néel(格勒诺布尔阿尔卑斯大学尼埃尔研究所);Institute for Quantum Materials and Technologies, Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院量子材料与技术研究所)
Strange metal behavior in a pure ferromagnetic Kondo lattice
在量子临界点(QCP)附近的各种材料中发现的奇怪的金属相,构成了一个长期的谜团。奇异金属与非常规超导性和反铁磁QCP的频繁联系使人们相信它们是高度纠缠的量子态。相比之下,铁磁体被认为是奇怪金属的不太可能的设置,因为它们是弱纠缠的,并且它们的QCP经常被竞争相或一阶相变打断。在这里,我们提供了令人信服的证据表明,化学计量的重费米子铁磁体CeRh $_6$ Ge $_4$成为一个奇怪的金属在压力引起的QCP:比热和电阻率测量表明,FM过渡不断抑制到零温度揭示了一个奇怪的金属相。我们认为,强磁各向异性在这个过程中起着关键作用,注入纠缠,在三重共振价键(tRVB)的形式进入有序的铁磁体。我们发现,从tRVB到近藤单线发生在QCP的奇异变换导致费米表面体积的跳跃:奇怪的金属行为的关键驱动程序。我们的研究结果为FM量子临界性的研究开辟了一个新的方向,同时也为奇怪的金属问题建立了一个重要的新环境。最重要的是,在FM量子临界点的奇怪金属行为表明,它是量子纠缠,而不是反铁磁性的破坏,这是许多不同的奇怪金属行为的例子的共同驱动力。
La substitution studies on the heavy-fermion superconductor CeRh$_2$As$_2$
Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);Institute for Solid State and Materials Physics, Technische Universität Dresden(德累斯顿工业大学固相与材料物理研究所);Dresden High Magnetic Field Laboratory (HLD-EMFL) and Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ctd.qmat, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(德累斯顿强磁场实验室(HLD-EMFL)和维尔茨堡-德累斯顿卓越集群ctd.qmat,亥姆霍兹-德累斯顿-罗斯多夫中心)
Unusual Ground State Properties of the Kondo-Lattice Compound Yb2Ir3Ge5
报道了一种新化合物Yb $_2$ Ir $_3$ Ge $_5$的样品制备、结构、电阻率、磁化率和热容的研究。我们发现,该化合物结晶在正交晶系结构与空间群PMMN不同的化合物Ce $_2$ Ir $_3$ Ge $_5$,其结晶在四氢IBAM(U $_2$ Co $_3$ Si $_5$ type)结构。我们的电阻率测量表明化合物Yb $_2$ Ir $_3$ Ge $_5$在0.4 K以下表现为典型的Kondo晶格系统,没有有序性。然而,居里-外斯拟合的反磁化率在100 K以上给出的有效力矩只有3.66 $μ$ $_B$,这是远远小于4.54 $μ$ $_B$的磁性Yb $^3+$离子的理论值。$θ_{P}$ = -15.19 K的值也相当高,表明存在强杂交。在低温热容量的回升给出了一个指示,该系统可以磁顺序低于我们的热容量测量的最低温度(0.4 K)。该结构包含两个网站的Yb离子和目前的调查表明,Yb可能是三价的一个网站,而它可能是显着较低的(接近二价)在其他。