Phonons, Q-dependent Kondo spin fluctuations, and 4$\textit{f}$/phonon resonance in YbAl$_3$
Andrew D. Christianson, Victor R. Fanelli, Lucas Lindsay, Sai Mu, Marein C. Rahn, Daniel G. Mazzone, Ayman H. Said, Filip Ronning, Eric D. Bauer, Jon M. Lawrence
The intermediate valence (IV) compound YbAl$_3$ exhibits nonintegral valence (Yb 4$f^{14-n_f}$ (5d6s)$^z$ where z = 2+n$_f$ = 2.75) in a moderately heavy (m* = 20-30me) ground state with a large Kondo temperature (T$_K$ ~ 500-600K). We have measured the magnetic fluctuations and the phonon spectra on single crystals of this material by time-of-flight inelastic neutron scattering (INS) and inelastic x-ray scattering (IXS). We find that at low temperature, the Kondo-scale spin fluctuations have a momentum (Q) dependence similar to that seen recently in the IV compound CePd$_3$ and which can be attributed to particle-hole excitations in a coherent itinerant 4$f$ correlated ground state. The Q-dependence disappears as the temperature is raised towards room temperature and the 4$f$ electron band states become increasingly incoherent. The measured phonons can be described adequately by a calculation based on standard DFT+$U$ density functional theory, without recourse to considering 4$f$ correlations dynamically. A low temperature magnetic peak observed in the neutron scattering at ~ 30meV shows dispersion identical to an optic phonon branch. This 4$f$/phonon resonance disappears for T > 150K. The phonons appear to remain unaffected by the resonance. We discuss several possibilities for the origin of this unusual excitation, including the idea that it arises from the large amplitude beating of the light Al atoms against the heavy Yb atoms, resulting in a dynamic 4$f$/3$p$ hybridization.
Quasiparticle properties below coherence onset in YbAl3 nanostructures
Rice University（莱斯大学）；Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Cornell University（康奈尔大学）；Leibniz-Institut für Kristallzüchtung（莱布尼茨晶体生长研究所）
Spin Fluctuation Theory for Quantum Tricritical Point Arising in Proximity to First-Order Phase Transitions: Applications to Heavy-Fermion Systems, YbRh2Si2, CeRu2Si2, and beta-YbAlB4
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）
Anderson lattice with explicit Kondo coupling: general features and the field-induced suppression of heavy-fermion state in ferromagnetic phase
我们应用扩展的Gutzwiller型方法在外加磁场和强关联极限下求解周期性Anderson模型。通过将PAM转化为Kondo型相互作用和剩余杂化同时出现的形式，系统地包含了有限U修正。该有效哈密顿量代表了\textit{Anderson-Kondo lattice model}的本质。我们表明，在铁磁相的低能量单粒子状态的强烈影响的存在下所施加的磁场。我们还发现，大值的杂交强度的系统进入所谓的\textit{locked heavy fermion state}。在这种状态下，化学势位于多数自旋杂化间隙中，因此，系统演化对外加场的进一步增加不敏感。然而，对于足够强的磁场，系统从锁定状态转变到完全自旋极化相。这是伴随着一个变磁性转变，以及急剧减少的有效质量的准粒子。特别是，我们观察到的有效质量增强在多数自旋子带的减少多达20%，在完全极化状态。这些发现与Ce $_x$ La $_{1-x}$ B $_6$化合物的实验结果一致。自旋少数电子的质量增强也可能随着场的增加而减小，这与在强关联的相同极限下单个窄带中的准粒子态不同。
Competing magnetic correlations across the ferromagnetic quantum critical point in the Kondo system CeTi$_{1-x}$V$_x$Ge$_3$: $^{51}$V NMR as a local probe
对CeTi $_{1-x}$ V $_x$ Ge $_3$进行了$^{51}$ V核磁共振（NMR）和磁化强度的研究，以探索从铁磁（$x = 0.113$）到反铁磁近藤晶格态（$x = 1$）的演化，重点关注在$x_c \approx 0.4$处可能出现的铁磁量子临界点（FMQCP）.从核自旋-晶格弛豫速率$1/T_1T$和Knight位移\textit{K}的温度依赖关系中发现，在$x=0.113$和$x=1$的临界浓度（$x = 0.35, 0.405$）附近，量子临界自旋涨落伴随着弱的反铁磁自旋涨落和铁磁自旋涨落.因此，CeTi $_{1-x}$ V $_x$ Ge $_3$中的FMQCP本质上不是纯铁磁的。
携带自旋的磁性杂质与主体金属的传导电子自旋的反铁磁耦合是导致诸如Cu ${}_{0.998}$ Fe ${}_{0.002}$的合金在低温下电阻增加的基本机制，如Kondo最初提出的。这种耦合已经成为耦合到连续体的局域电子态的一种非常普遍的性质。在纳米导体中设计人工可控磁性杂质的可能性为研究与初始情况相比不寻常情况下的这种多体现象开辟了一条道路，特别是在失衡情况下。到目前为止，测量的重点是平均电流。在这里，我们报告的\textit{current fluctuations}（噪音）的测量在碳纳米管设备中制造的人工近藤杂质。我们发现一个显着的增强的电流噪声内的近藤共振，在简单的非相互作用的理论相矛盾。我们的研究结果提供了一个测试平台的最重要的凝聚态物质的多体理论在平衡的情况下，揭示了高导电性分子器件的噪声特性。
Hexagon Ising-Kondo lattice: An implication for intrinsic antiferromagnetic topological insulator
最近，MnBi $_2$ Te $_4$材料已被提出作为第一个本征反铁磁拓扑绝缘体（AFMTI），其中磁性和拓扑结构之间的相互作用诱导了几个迷人的拓扑相，如量子反常霍尔效应，马约拉纳费米子和轴子电动力学。然而，一个完全可解的模型，能够捕捉磁性和拓扑结构之间的相互作用的基本物理仍然是缺席。在这里，灵感来自伊辛类性质[B。Li \textit{et al.} Phys. Rev. Lett. \textbf{124}，167204（2020）]和MnBi $_2$ Te $_4$的拓扑性质，我们提出了一个拓扑Ising-Kondo晶格（TIKL）模型来研究其零温下的基态性质.所得的相图包括丰富的拓扑和磁状态，出现在模型中提出的一个自然和一致的方式为内禀磁性拓扑绝缘体。利用蒙特卡罗模拟，我们将AFMTI的基态推广到有限温度。结果表明，这些拓扑性质在高温下仍然存在，在适当的关联强度下，高温可以恢复这些拓扑性质。结果表明，TIKL可以为今后的实验研究提供一种思路，利用TIKL可以对磁性和输运性质进行微调，从而获得更稳定、更奇异的磁性拓扑量子态.
