Structural phase transitions in $f$-electron materials have attracted sustained attention both for practical and basic science reasons, including that they offer an environment to directly investigate relationships between structure and the $f$-state. Here we present results for UCr$_2$Si$_2$, where structural (tetragonal $\rightarrow$ monoclinic) and antiferromagnetic phase transitions are seen at $T_{\rm{S}}$ $=$ 205 K and $T_{\rm{N}}$ $=$ 25 K, respectively. We also provide evidence for an additional second order phase transition at $T_{\rm{X}}$ = 280 K. We show that $T_{\rm{X}}$, $T_{\rm{S}}$, and $T_{\rm{N}}$ respond in distinct ways to the application of hydrostatic pressure and Cr $\rightarrow$ Ru chemical substitution. In particular, hydrostatic compression increases the structural ordering temperature, eventually causes it to merge with $T_{\rm{X}}$ and destroys the antiferromagnetism. In contrast, chemical substitution in the series UCr$_{2-x}$Ru$_x$Si$_2$ suppresses both $T_{\rm{S}}$ and $T_{\rm{N}}$, causing them to approach zero temperature near $x$ $\approx$ 0.16 and 0.08, respectively. The distinct $T-P$ and $T-x$ phase diagrams are related to the evolution of the rigid Cr-Si and Si-Si substructures, where applied pressure semi-uniformly compresses the unit cell and Cr $\rightarrow$ Ru substitution results in uniaxial lattice compression along the tetragonal $c$-axis and an expansion in the $ab$-plane. These results provide insights into an interesting class of strongly correlated quantum materials where degrees of freedom associated with $f$-electron magnetism, strong electronic correlations, and structural instabilities are readily controlled.
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。
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。
Putative quantum critical point in the itinerant magnet ZrFe$_4$Si$_2$ with a frustrated quasi-one-dimensional structure
化合物ZrFe $_4$ Si $_2$中的Fe亚晶格具有几何阻挫和准一维性。因此,我们研究了ZrFe $_4$ Si $_2$中的磁性行为及其在Ge取代Si后和在静水压下的应用,使用结构,磁性,热力学和电输运探针的演变。磁性测量表明,ZrFe $_4$ Si $_2$持有的有效力矩$μ_{\rm eff}= 2.18~μ_{B}$的顺磁性Fe的时刻。在低温下,化合物在低于6K时显示出弱的短程磁序。我们的研究表明,Ge取代Si增加了单胞体积,并将短程有序稳定为长程自旋密度波型磁有序。另一方面,使用电阻率测量的ZrFe $_4$(Si $_{0.88}$ Ge $_{0.12}$)$_2$的静水压力研究表明,在增加压力时的磁有序的连续抑制。因此,我们结合化学替代和静水压力的研究表明,在ZrFe $_4$ Si $_2$中存在晶格体积控制的量子临界点。
Comparison of the normal state properties of $κ$-(BEDT-TTF)$_2$Cu(NCS)$_2$ and its deuterated analogue in high magnetic fields and under high hydrostatic pressures
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)
Isoelectronic perturbations to $f$-$d$-electron hybridization and the enhancement of hidden order in URu$_2$Si$_2$
在高达$P$ = 2GPa的流体静压下,对高达$x$ = 0.28的URu $_2-x$ Os $_x$ Si $_2$的单晶进行电阻率测量。随着Os浓度$x$的增加,(1)晶格膨胀,产生有效的负化学压力$P_{ch}$($x$),(2)隐藏顺序(HO)相增强,系统被驱动向大磁矩反铁磁(LMAFM)相,(3)诱导HO到LMAFM相变所需的外部压力$P_{c}$较小。我们比较了$T(x)$,$T(P)$的相位行为在这里报告的URu $_2-x$ Os $_x$ Si $_2$系统与以前的报告增强HO在URu $_2$ Si $_2$与$P$调谐后,或类似的URu $_2-x$ Fe $_x$ Si $_2$与正$P_{ch}$($x$)调谐。值得注意的是,压力,Fe替代,和Os替代是唯一已知的扰动,增强HO相,并诱导一级转变的LMAFM相在URu $_2$ Si $_2$。我们提出了一个方案,其中的应用程序的压力或Ru的Fe和Os离子的等电子取代的结果中的U-5 $f$ -和过渡金属$d$ -电子状态,导致在顺磁相的电子不稳定性和并发的稳定性的HO(和LMAFM)在URU $_2$ Si $_2$的杂交增加。在紧束缚近似的计算包括确定的U-5 $f$电子和每个的等电子过渡金属$d$ -电子态的Fe,Ru和Os之间的杂交的强度。
Separation of antiferromagnetism and high-temperature superconductivity in Ca$_{1-x}$La$_x$Fe$_2$As$_2$ under pressure
本文报道了外加压力对异价La掺杂铁磷属元素化物材料Ca $_{1-x}$ La $_{x}$ Fe $_{2}$ As $_{2}$单晶中磁序和超导序的影响。使用电输运,弹性中子散射和共振隧道二极管振荡器测量样品在两个准流体静力学和流体静力学压力条件下,我们报告了一系列的相图跨越范围的替代浓度为反铁磁和超导基态,包括压力调谐通过反铁磁(AFM)量子临界点。我们的研究结果表明,所观察到的超导相与$T_{c}$ =47 K的最大转变温度是固有的这些材料,只有出现在通过AFM临界点的压力调谐抑制磁序。与具有ThCr $_2$ Si $_2$结构的所有其他金属间铁-磷属元素化物超导体相比,该超导相似乎仅以与迄今报道的具有最高转变温度的氧-和氟基铁-磷属元素化物超导体类似的方式从反铁磁相存在。低- $T_{c}$系统与共存的超导性和磁性之间的不寻常的二分法和最高- $T_{c}$系统的趋势,以显示非共存提供了一个重要的洞察不同的转变温度限制在铁基超导体家族的不同成员。