Hastatic Order in URu2Si2 : Hybridization with a Twist
重费米子化合物URu2Si2在17.5K以下出现的对称性破缺,长期以来一直无法识别。在这里,我们认为,最近观察到的伊辛准粒子在URu 2Si 2的结果从自旋杂化序参量,打破双时间反演对称性的混合状态的整数和半整数自旋。这种“hastatic序”(hasta:[拉丁语]spear)将Kramers传导电子与铀原子的伊辛态(非Kramers 5f2态)杂交,产生伊辛准粒子。在17.5K的自旋杂化的发展帐户的大熵的凝聚和转矩磁力测量中观察到的磁异常。本文详细地发展了hastatic命令的理论,提供了其关键概念的数学发展。Hastatic顺序预测一个微小的横向力矩的传导海,collosal伊辛各向异性的非线性磁化率异常和共振能量依赖的向列性的隧穿态密度。
2015-01-06 cond-mat.str-el
Anomalous Femtosecond Quasiparticle Dynamics of Hidden Order State in URu$_2$Si$_2$
在T $_0$ = 17.5 K时,{ \ur }中的重费米子态出现了一个奇异相.这个隐藏的顺序(HO)阶段的性质迄今为止还没有得到解释。一种未知准粒子(quasiparticle,QP)结构的形成被认为是导致HO跃迁大量熵去除的原因,然而实验和从头计算都无法揭示QP结构的本质特征。在这里,我们使用飞秒泵浦探测时间和角度分辨光电子能谱(tr-ARPES)来阐明超快动力学的QP。我们展示了费米面如何通过在特定位置将状态从费米能级移开而重整化,其特征在于矢量$q_{<110>} = 0.56 \pm 0.08$ { \an }。温度-时间响应的测量结果表明,在进入HO后,在这些位置的QP寿命从42 fs增加到几百fs。在这里,长寿命的QP的形成被确定为HO的主要演员。
2011-04-19 cond-mat.str-el
Competing Ordered Phases in URu2Si2: Hydrostatic Pressure and Re-substitution
在临界压力Pc=15 kbar(0 < x < 0.08)下,观察到URu 2-xRexSi 2的\hidden”阶(HO)转变温度与压力关系的持续扭结。在URu 2Si 2中,在Pc处的扭结伴随着超导电性的破坏;自旋激发间隙的大小的变化,从电阻率测量确定;和费米表面(FS)的一部分的完全间隙,从散射的变化和HO状态与超导电性之间的竞争推断FS分数。
2007-07-25 cond-mat.str-el
Observation of the hybridization gap and Fano resonance in the Kondo lattice URu2Si2
尽管在过去的25年里进行了深入的研究,但在17.5 K下发生在URu 2Si 2中的二级相变的性质仍然令人困惑。该领域出现的一个关键问题是,重整化带之间的杂交间隙是否可以被识别为长期寻求的“隐藏”序参量。我们报告在URu2Si2采用准粒子散射的基础上的弹道金属结的光谱技术的测量的杂化间隙。微分电导呈现不对称双峰结构,这是近藤晶格中Fano共振的明显特征。所提取的杂交间隙在高于转变温度时打开,表明它不是隐藏的序参量。我们的研究结果提出了严格的限制的起源隐藏的顺序转换URu2Si2和表明,准粒子散射光谱可以探测带重整化的近藤晶格通过检测一种新型的Fano共振。
2012-04-27 cond-mat.str-el
Hidden order symmetry and superconductivity in URu2Si2 investigated by quasiparticle interference
URu_2Si_2中的隐藏序(HO)被确定为由晶体电场施加的具有不同轨道结构的巡游5 f电子形成的高阶多极子。因为这可能导致相当数量的不同多极,所以使用对它们的微妙物理差异敏感的显微技术是非常重要的。在这里,我们调查是否准粒子干涉(QPI)方法可以区分两个最常见的HO参数模型:偶数秩-4十六极和奇数秩-5十二极模型。我们得到的准粒子色散和重建费米面在每个HO阶段适应有效的双轨道模型的5 f带再现的主要费米面片的对位相。我们表明,由此产生的QPI谱直接反映了四重对称性破缺的效果,在秩-5模型,这是不存在的秩-4模型。因此,我们建议,QPI方法应该给出一个直接的区别在URu 2Si 2的HO的两个最受关注的模型之间的可能性。此外,建议手征d波超导(SC)序参量的签名在QPI共存的HO+SC相的研究。
2014-10-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
URu$_2$Si$_2$ under intense magnetic fields: from hidden order to spin-density wave
回顾了最近的国家的最先进的脉冲场实验下进行的URu $_2$ Si $_2$沿其易磁化轴$\mathbf{c}$施加磁场。电阻率,磁化强度,磁化率,Shubnikov-de Haas,和中子衍射实验,允许强调费米表面重建,隐藏的顺序和外观的自旋密度波状态在高磁场的破坏之间的关系。
2017-08-21 cond-mat.str-el
Hidden valence transition in URu2Si2?
术语“隐藏序”是指一种尚未确定的形式的对称性破缺序参数,该序参数被假定存在于强关联电子系统URu 2Si 2中,基于所报道的在To~17 K的相变时的热容与Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)平均场论产生的热容的相似性。在这里,我们表明,在URu 2Si 2的相边界具有椭圆形的形式预期的熵驱动的相变,已被证明是伴随着变化的化合价。我们表明这样的过渡的一个特征是,临界磁场的比率的临界温度的定义仅在有效准粒子g-因子,我们发现是在定量协议与先前的g-因子测量。我们进一步发现异常的热容量在To是显着尖锐比BCS相变,并且,一旦准粒子激发杂交间隙被考虑在内,失去了它的相似性的二阶相变。我们的研究结果意味着,在价态的变化占主导地位的相界在URu 2Si 2的热力学,并掩盖任何显着的贡献,从一个隐藏的序参量的热力学。
2019-02-19 cond-mat.str-el
Gamma5 quasiparticles and avoided quantum criticality in U(Ru,Rh)2Si2
我们讨论了最近的比热数据在高磁场URu 2Si 2和4%铑掺杂URu 2Si 2以及以前发表的德哈斯-范阿尔芬数据在较低的磁场在纯URu 2Si 2,这两个都是一致的准粒子带之间的杂交形成的5 f-电子伽马5双峰和常规的传导电子。该系统表现出巡游电子变磁性,在34 - 37 T(取决于Rh的%)处产生一个假定的量子临界点,该临界点随后不稳定于场诱导相
2005-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Details of Sample Dependence and Transport Properties of URu2Si2
在低载流子非常规超导体URu2Si2中,对具有非常不同质量的各种样品进行了电阻率和比热测量。这些晶体的超导转变温度(TSC)和隐藏的顺序转变温度(THO)作为剩余电阻率比(RRR)的函数进行了评估。在高品质的单晶体的电阻率似乎不遵循T2的依赖性高于TSC,这表明费米液体制度限于低温。然而,等温纵向磁阻的分析指出,T2的依赖性可能会被“破坏”的残余非均匀超导贡献。我们讨论了一个可能的情况下,有关的TSC分布的事实,即隐藏的顺序相是非常敏感的压力不均匀性。
2011-09-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hydrostaticity and hidden order: effects of experimental conditions on the temperature-pressure phase diagram of URu2Si2
的压力依赖性的隐藏顺序相变的URu 2Si 2示出敏感地依赖于在电阻率测量过程中的静水压力条件的质量。在压力介质的两种选择中,压力滞后被证明:通常使用的1:1的Fluorinert FC 70/FC 77的混合物和纯FC 75。相比之下,当压力介质是正戊烷/异戊醇的1:1混合物时,没有观察到滞后,因为它在整个研究的压力范围内保持流体静力学。URu 2Si 2的温度-压力相图的解释可能的后果进行了讨论。
2009-02-12 cond-mat.str-el
Thermodynamic Measurement of Angular Anisotropy at the Hidden Order Transition of URu$_2$Si$_2$
重费米子化合物URu $_2$ Si $_2$由于其在17.5K以下形成的未知的隐藏有序而继续吸引着人们的极大兴趣。自旋涨落和低温准粒子的独特的伊辛性质是公认的。我们提出了详细的测量的角度各向异性的非线性磁化,揭示了$\cos^4 θ$伊辛各向异性在和以上的顺序过渡。利用Landau理论,我们证明了这隐含着巡游隐序参量的强Ising特征.
2016-08-25 cond-mat.str-el
Antiferromagnetic critical pressure in URu2Si2 under hydrostatic conditions
反铁磁序在URu 2Si 2的发病进行了研究,通过中子衍射在氦压力介质中,这是最接近流体静力学条件。反铁磁临界压力为0.80 GPa,大大高于以前报道的值。互补电阻率测量表明,隐序反铁磁双临界点远远超过1.02 GPa。此外,重新定义的压力-温度相图表明,超导和反铁磁相界实际上满足在一个共同的临界压力在零温度。
2010-08-31 cond-mat.str-el
Implications of the Measured Angular Anisotropy at the Hidden Order Transition of URu2Si2
由于在17.5K以下形成的隐藏有序的性质长期未被识别,重费米子化合物URu 2Si 2继续引起人们的极大兴趣。在这里,我们讨论的角度调查的线性和非线性极化率URu2Si2在附近的隐藏的顺序过渡的影响。虽然自旋涨落和低温准粒子的各向异性性质以前建立,我们最近的研究结果表明,序参量本身具有内在的伊辛各向异性,而且这种各向异性远远超出了隐藏的顺序转变。一致性检查和随后的问题,为今后的实验和理论研究的隐藏顺序进行了讨论。
2017-08-02 cond-mat.str-el
Anisotropic inelastic scattering and its interplay with superconductivity in URu$_{2}$Si$_{2}$
与几乎所有的各向异性超导体相反,URu $_{2}$ Si $_{2}$的上临界场当场沿低导电方向取向时较大。我们提出了一个研究的电阻率和塞贝克系数延伸到亚开尔文温度范围内揭示了一个奇异的情况下的各向异性。当电流沿c轴方向注入时,$_{2}$ Si $_{2}$表现为低密度费米液体。当它沿着a轴流动时,即使在存在大的场的情况下,电阻率仍保持T线性下降到T $_{c}$,并且塞贝克系数在非常低的温度下经历符号变化。我们的结论是,特征能量尺度是各向异性的和消失的小基面。
2009-07-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Itinerancy and Hidden Order in $URu_2Si_2$
我们认为,在$URu_2Si_2$中的$T_0= 17.5K $的神秘转变的关键特征表明,隐藏的顺序是一个密度波内形成的复合准粒子,其详细的结构是由当地的物理。我们扩展了我们的提案(与JA Mydosh)的隐藏秩序作为incommnesurate轨道反铁磁性和目前的实验预测,以测试我们的想法。然后,我们转向轨道反铁磁性的微观描述,探索一个简单的单带模型的背景下可能的粒子-空穴配对。最后,我们讨论了最近的高场和热输运实验,并讨论其隐含的性质的隐藏秩序。
2005-07-05 cond-mat.str-el
Quasiparticle Relaxation Dynamics in URu$_{2-x}$Fe$_{x}$Si$_{2}$ Single Crystals
研究了URu $_{2-x}$ Fe $_{x}$ Si $_{2}$单晶(OPOP)光谱作为温度的函数($T$)和Fe取代($x$),隐藏订单(HO)阶段($x$ = 0)到大磁矩反铁磁体(LMAFM)相($x$ = 0.12)。在低$T$下,$x$ = 0和$x$ = 0.12的动力学与从高$T$顺磁(PM)相出现的HO和LMAFM相的低能电子结构一致。相比之下,对于$x$ = 0.1,在窄的$T$范围(从~15.5 - 17.5 K)内发生两个转变。在中间$T$处发生PM到HO的转变,随后在较低的$T$处转变到LMAFM相。虽然低$T$阶段的数据与预期的LMAFM和HO共存一致,但中间$T$阶段的数据不一致,而是表明HO和PM可能意外共存。此外,在PM阶段的动力学反映了存在的杂交间隙,以及强烈的相互作用的自旋和电荷的自由度。OPOP产生的见解与亚开尔文$T$分辨率的meV尺度电动力学,提供了一个补充的方法来研究量子材料中的低能电子结构。
2019-01-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hidden Orbital Order in $URu_{2}Si_{2}$
当物质从高温中冷却下来时,其组成粒子之间会产生集体不稳定性,从而导致新的秩序。比热的异常是这种现象的典型特征。通常,相关的顺序很容易识别,但有时其性质仍然难以捉摸。重费米子金属$URu_2Si_2$就是一个这样的例子,尽管经过了17年的努力,但导致$T_0=17 K$的比热异常的顺序仍然没有确定。在$URu_{2}Si_{2}$中,大的电子-电子排斥和反铁磁涨落在$URu_2Si_2$中共存,导致几乎不可压缩的重电子流体,其中各向异性配对准粒子态在能量上是有利的。在本文中,我们使用这些见解,以制定一个详细的建议,隐藏的顺序在$URu_2Si_2$。我们发现,与铀离子之间的循环电流,无公度轨道反铁磁性,可以占本地字段和熵损失观察到的$17 K$过渡,此外,我们对中子散射测量的详细预测。
2002-05-01 cond-mat.str-el
The suppression of hidden order and onset of ferromagnetism in URu2Si2 via Re substitution
在重费米子化合物URu 2Si 2中用Re取代Ru抑制了隐藏的有序跃迁,并在较高浓度下产生铁磁性。通过比热和电阻率测量跟踪的URu(2-x)Re(x)Si 2的隐藏有序转变在温度下降低并变宽,并且在x>0.1时不再观察到。体磁化强度的临界标度分析表明,铁磁有序温度和有序矩被抑制连续向零在临界浓度x = 0.15,伴随着额外的抑制临界指数γ和(δ-1)向零。这种不寻常的趋势似乎反映了近藤和铁磁相互作用之间的潜在相互作用,也许是隐藏的顺序相的接近。
2010-04-05 cond-mat.str-el
Optical spectroscopy shows that the normal state of URu$_2$Si$_2$ is an anomalous Fermi liquid
费米指出,由于电子的量子性质,它们形成了一种粒子气体,其中温度和密度遵循所谓的费米分布。在金属中,如朗道所示,尽管它们彼此之间以及正背景离子之间存在很强的库仑相互作用,但电子继续像自由量子力学粒子一样行事,但质量增加。这种物质的状态,朗道-费米液体,通过与绝对温度的平方成比例的电阻率加上与所施加的场的频率的平方成比例的项,在实验上被识别。计算表明,如果朗道费米液体中电子-电子散射占主导地位,则两项之比$b$具有普适值{ \em b} = 4。我们发现,在正常状态下的重费米子金属URu $_2$ Si $_2$,而不是费米液体值4的系数$b$ =1 $\pm$ 0.1。这个意想不到的结果意味着这种材料中的电子正在经历独特的散射过程。这种散射是内在的,我们认为,铀$f$电子不杂交形成一个连贯的费米液体,而是像一个密集的弹性杂质阵列,相互作用的载流子不相干。该行为不限于URu $_2$ Si $_2$。$b \neq$ 4的费米类液体态已经在许多不同的系统中被观察到,但这一结果的重要性尚未被认识到。
2012-12-05 cond-mat.str-el
Spin-orbit density wave: A new phase of matter applicable to the hidden order state of URu2Si2
我们提供了一个简短的回顾和详细的分析的自旋轨道密度波(SODW),提出了一个可能的解释的“隐藏顺序”阶段的URu 2Si 2。由于轨道间库仑相互作用和自旋轨道耦合(SOC)之间的相互作用,在这个化合物中,SODW被证明是由两个自旋轨道分裂带之间的费米面嵌套不稳定性。推导了包含单粒子自组织和双粒子自组织的有效低能哈密顿量,并采用基于能带结构的密度泛函理论(DFT)输入进行了数值计算.计算得到的能隙准粒子谱、熵损失谱和自旋激发谱与实验符合较好。有趣的是,尽管SODW支配动态自旋激发的事实,静态磁矩计算为零,由于时间反演不变性的SOC施加。因此,SODW可以被破坏,即使在零温度下的有限磁场。我们对量子临界点位置的估计接近于实验值Bc ~ 35 T。最后,我们将SODW的思想扩展到其他SOC系统,包括铱氧化物(铱酸盐)和二维电子系统,如BiAg 2表面和LaAlO 3/SrTiO 3界面。我们显示出准粒子间隙,减少预先存在的磁矩,大的磁阻等线索,在这些系统中,可以解释一致的SODW理论。
2014-06-23 cond-mat.str-el
Tunneling spectroscopy of the superconducting state of URu2Si2
用扫描隧道显微镜(STM)测量了URu $_2$ Si $_2$的超导能隙,发现在费米能级处有一个有限值的隧道电导曲线。态密度在低能时呈V形,准粒子峰位于接近弱耦合BCS理论所预期的超导能隙的位置。我们的结果指出,而开放的间隙结构和费米面上的间隙节点。
2012-06-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hidden and antiferromagnetic order as a rank-5 superspin in URu2Si2
我们提出了URu 2Si 2中隐藏顺序的候选者:铀5 f晶体场双峰破坏时间反转和晶格四重对称性之间的秩-5 E型自旋密度波,其方式与最近的扭矩测量一致[R. Okazaki等人,Science 331,439(2011)]。我们认为,耦合的序参量,磁探针可以隐藏的晶体场效应,同时仍然有显着的影响,运输,热力学和磁性。在一个简单的紧束缚模型中的重准粒子,我们发现隐藏的顺序和反铁磁相之间的连接出现,因为它们形成这个单一的秩5赝自旋矢量的不同组件。使用唯象理论,我们表明实验的压力-温度相图可以定性地再现调谐项,打破赝自旋旋转对称性。作为我们的建议的一个测试,我们预测的存在下,小磁矩在基面定向在[110]方向有序的波矢(0,0,1)。
2012-07-06 cond-mat.str-el
In-plane anisotropic response to the uniaxial pressure in the hidden order state of URu$_2$Si$_2$
我们研究了URu $_{2-x}$ Fe $_x$ Si $_2$样品的电阻率与单轴压力的关系,其中$x$ = 0和0.2,分别具有隐藏顺序(HO)和大矩反铁磁(LMAFM)相。对于这两个样品,弹性电阻率$ζ$显示出一个看似发散的行为以上的转变温度$T_0$和快速下降以下。我们发现,$ζ$的温度依赖性,这两个样品可以很好地描述通过假设单轴压力的影响上的间隙或一定的能量尺度,除了$ζ_{(110)}$的$x$ = 0的样品,它表现出非零的残留值在0 K。我们发现,这提供了一个定性的差异HO和LMAFM阶段。我们的研究结果表明,有一个平面内的各向异性响应的单轴压力,只存在于隐藏的顺序状态,而不一定打破旋转晶格对称性。
2022-04-24 cond-mat.str-el
Cyclotron resonance study of quasiparticle mass and scattering rate in the hidden-order and superconducting phases of URu2Si2
超净晶体URu_2Si_2中回旋共振的观察[S. Tonegawa等人,PRL 109,036401(2012)]提供了除了量子振荡之外的另一种途径来确定隐藏有序相中的体电子结构。我们报告的共振线的详细分析,充分解决了回旋质量结构的主要费米面片。特别关注面内磁场旋转下[110]方向附近最尖锐的共振线的异常分裂,这意味着隐序相位中的特殊电子结构。在[110]向[001]方向旋转场的情况下,结果表明分裂是抵抗场从基面倾斜的鲁棒特征。这与量子振荡实验中报道的频率分支α形成鲜明对比,该实验显示出三重分裂,该分裂通过小的场倾斜消失,这可以通过大空穴球和小电子袋之间的磁击穿来解释。我们对回旋共振剖面的分析表明,分裂线的较重分支具有较大的散射率,为沿[110]方向存在热点区域提供了证据。这些结果与隐阶相位中的四重旋转对称性破缺一致,这可以以不对称的方式修改带间散射。我们还将我们的测量扩展到0.7 K,这导致在超导状态下观察到回旋共振,其中涡旋动力学的新效应可能会进入。我们发现,在超导状态下,回旋质量没有发生变化。与此相反,准粒子散射率显示出迅速下降的涡旋晶格熔化转变温度以下,这支持了准粒子布洛赫态的形成在涡旋晶格相。
2013-10-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Optical study of hybridization and hidden order in URu$_2$Si$_2$
我们总结了现有的光学数据的URu $_2$ Si $_2$澄清的性质,隐藏在这个重费米子金属阶跃。杂交发展之间的50 K和17.5 K,和一个连贯的德鲁德峰出现,反映了直流电阻率的变化。Drude重量表明,在该温度范围内,这些载体的有效质量几乎没有变化。此外,有一个平坦的背景电导率,随着温度的降低,在10 meV处产生部分杂交间隙,将光谱权重转移到300 meV以上的更高频率。低于30 K的载流子变得越来越连贯和费米液体一样,作为隐藏的顺序过渡的接近。URu $_2$ Si $_2$中的隐序态具有多个各向异性能隙。{\it ab}平面中的间隙参数$Δ_a=3.2$ meV。在{\it c}方向上,存在两个不同的间隙,其幅度为$Δ_{c1}=2.7$ meV和$Δ_{c2}=1.8$ meV。这些观测结果与其他光谱测量结果吻合得很好。总的来说,可以通过Dynes型态密度模型拟合光谱以提取隐藏阶间隙的值。谱权重的转移与密度波跃迁中的情形非常相似。
2014-04-28 cond-mat.str-el
Fermi surface in the hidden-order state of URu$_2$Si$_2$ under intense pulsed magnetic fields up to 81~T
本文测量了高质量单晶URu_2Si_2在1.4 K和100 mK脉冲强磁场下的电阻率$ρ_{x,x}$。对于沿磁易轴\textbf{c}施加的场\textbf{H},隐阶相中低温电阻率的强样品依赖性归因于高载流子迁移率。磁性和轨道性质之间的相互作用通过相图的角度依赖性来强调,其中与费米表面性质相关的磁性过渡场和交叉场遵循1/ $\cosθ$定律,$θ$是\textbf{H}和\textbf{c}之间的角度。对于$\mathbf{H}\parallel\mathbf{c}$,在$ρ_{x,x}$的扭结处定义交叉,如[Shishido et al.,物理修订版信函\textbf{102},156403(2009)]被发现是强烈的样品依赖性的:其特征场$μ_0H^*$从我们最好的样品中的$\simeq20$ ~T变化,其中剩余电阻率比RRR为$225$,到样品中的$\simeq25$ ~T,其中RRR为$90$。第二个交叉定义在样本无关特征域$μ_0H_{ρ,max}^{LT}\simeq30$ ~T的$ρ_{x,x}$的最大值处。SdH振荡的傅里叶分析表明,$H_{ρ,max}^{LT}$符合费米面的突然修改,而$H^*$位于一个政权的费米面是平滑修改。对于$\mathbf{H}\parallel\mathbf{a}$,i)在低温下没有观察到相变,并且系统在高达81 T的温度下保持在隐…
2013-11-04 cond-mat.str-el
On the destruction of the hidden order in URu$_2$Si$_2$ by a strong magnetic field
研究了重费米子URu $_2$ Si $_2$在脉冲磁场中的输运性质.发现当磁场超过35 T时,隐序态的大能斯特响应被抑制。电阻率,霍尔和能斯特数据的组合概述了重建的费米面的温度场相图。零场基态是一种补偿的重电子半金属,在磁场作用下,通过一系列的场诱导跃迁而被破坏。在40 T以上,URu $_2$ Si $_2$似乎是具有大密度载流子的极化重费米子金属,其有效质量随着磁极化的增加而迅速减小。
2009-04-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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。
2020-09-24 cond-mat.str-el
Imaging the Fano Lattice to 'Hidden Order' Transition in URu2Si2
在近藤晶格中,局域在实空间(r-空间)中的电子和非局域在动量空间(k-空间)中的电子之间的强杂化产生了称为“重费米子”的奇异电子态。在URu 2Si 2中,这些效应开始于55 K左右的温度,但在To = 17.5 K时,它们突然被未识别的电子相变改变。这是k空间态的常规排序,还是每个U原子的r空间态杂化的变化,尚不清楚。在这里,我们使用光谱成像扫描隧道显微镜(SI-STM)的图像URuSi 2电子结构的演变,同时在r空间和k空间。以上,“法诺晶格”的电子结构预测近藤筛选的磁性晶格被揭示。在To以下,没有任何相关密度波特征的部分能隙从该法诺晶格出现。在这个间隙内的重准粒子干涉成像揭示了其原因,因为轻k空间带在To以下快速分裂成两个新的重费米子带。因此,URu 2Si 2的“隐藏顺序”状态出现直接从法诺晶格的电子结构,并表现出的特点,而不是一个传统的密度波,但突然改变在每个U原子和相关的重费米子状态的杂化。
2010-06-28 cond-mat.str-el
Non-quasiparticle transport and resistivity saturation: A view from the large-N limit
长寿命准粒子的半经典近似通常能很好地描述金属中的电子动力学。然而,在某些金属中,电子在高温下的散射率变得与费米能量相当;然后,这种近似被打破,必须考虑电子的全部量子力学性质。在这项工作中,我们研究了一个可解的,大- $N$电子-声子模型,在高温下进入非准粒子制度。在这种情况下,该模型表现出“电阻率饱和”的电阻率量子的顺序的温度无关的值-第一个分析易处理的模型这样做。饱和不是由于电子寿命的基本限制,而是由于第二导电通道的出现。这是暗示现象学的“并联电阻公式”,已知描述各种饱和金属的电阻率。
2016-07-19 cond-mat.str-el
Griffiths phase and symmetry breaking in the hidden-order phase of URu2Si2
重费米子化合物URu_2Si_2在低于~ 17.5K的温度下呈现出一种隐序相。尽管近三十年来人们对有序度进行了大量的研究,但关于有序度的序参量一直没有达成共识,其性质一直是个谜。在这里,我们报告的隐序阶段内的格里菲斯阶段的发现,其特征在于残留的短程相关性的崩溃的长程序由于稀释效应。在Griffiths相假设下,我们发现了这些团簇自旋的强有力的证据,如磁化率和比热的幂律行为以及交流磁化率的频散。以这种方式,排除了序参量的存在,并且隐藏的序与长程大磁矩反铁磁性具有显著的亲缘关系,其可以通过调节流体静压力或化学压力(即,等电子Fe掺杂)。此外,在旋转磁场中的电阻率测量的单向各向异性被观察到在隐藏的顺序阶段。各向异性磁电阻和相关的对称性破缺直接反映了至少部分磁性团簇的冻结行为。因此,Griffiths相作为URu 2Si 2的隐阶相的替代方案的演示是非常有前途的,挑战了对相关物质和量子材料中奇异电子态的理解。
2018-07-05 cond-mat.str-el
Phase diagram and thermal expansion measurements on the system of URu_{2-x}Fe_xSi_2
热膨胀、电阻率、磁化强度和比热测量在URu $_{2-x}$ Fe $_{x}$ Si $_{2}$单晶上进行,对于相图的隐藏顺序(HO)和大矩反铁磁(LMAFM)区域中的Fe浓度$x$的各种值。我们的研究结果表明,顺磁(PM)HO和LMAFM相变表现出不同的热膨胀系数。对于Fe浓度附近的HO和LMAFM相之间的边界在$x_c$ ~ 0.1,我们观察到两个功能的热膨胀冷却时,一个似乎是与从PM到HO相的过渡和另一个在较低的温度下,这可能是由于从HO到LMAFM相的过渡。这两个特征在其他测量中没有观察到,如比热或中子散射。此外,基于使用热膨胀和比热数据的计算,转变温度的单轴压力导数在从HO向LMAFM相跨越时急剧变化。
2016-04-04 cond-mat.str-el
Collective spin resonance excitation in the gapped itinerant multipole hidden order phase of URu2Si2
重电子化合物URu_2Si_2中的隐序(HO)是一种高阶的巡游多极序。这是由于电子和空穴的配对集中在区中心和边界,分别在具有最大不同的总角动量分量的状态。由于与公度区界有序矢量的配对,在转变温度T_HO以下,平移对称性被破坏,HO准粒子能隙打开。非弹性中子散射(INS)研究表明,当T<T_HO时,集体磁响应主要由有序矢量Q处的自旋激子共振决定,这与非常规超导体和近藤绝缘体带隙内的自旋激子模式相似。我们使用一个有效的双轨道紧束缚模型,结合晶体电场效应,推导出封闭的表达式,准粒子带重建的多极配对项。我们表明,该模型内计算的磁响应表现出显着的特点,在INS中发现的共振。我们还使用计算的动态磁化率来解释低温NMR弛豫速率。
2015-09-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hidden and Hastatic Orders in URu2Si2
重费米子材料URu 2Si 2在17.5K以下发展的隐藏有序已经超过25年没有被识别。本文将回顾最近的“无序序”理论,这是一个新的双分量序参量,它描述了半整数自旋(Kramers)传导电子和非Kramers 5f^2伊辛局域矩之间的杂化,正如在de Haas-van Alphen测量中对伊辛准粒子的观察所强烈表明的那样。随机序与传统的磁性不同,因为它是一种旋量序,通过混合不同克拉默宇称的状态来打破单次和双次时间反演对称性。破缺的时间反转对称性简单地解释了隐藏序和反铁磁相之间的伪戈德斯通模式以及在转矩磁力测量中看到的反铁磁序。自旋性质的杂交也解释了如何近藤效应给出了一个相变,与杂交间隙打开在隐藏的顺序过渡,如在扫描隧道显微镜。无序序也有一些新的预言:0.01 μ B量级的基面磁矩,在一级反铁磁跃迁时连续消失的纵向自旋涨落的间隙,以及扫描隧道谱中窄的共振峰特征。
2014-03-13 cond-mat.str-el
Band-edge quasiparticles from electron phonon coupling and resistivity saturation
我们解决的问题,如A-15化合物的材料中观察到的电阻率饱和。为了做到这一点,我们计算电阻率的Hubbard-Holstein模型在无限空间维度的二阶在现场排斥$U\leq D$和一阶(无量纲)电子-声子耦合强度$λ\leq0.5$,其中$D$是半带宽。我们确定了一个独特的机制,以获得两个平行的量子导电通道:低能量和带边高能准粒子。我们确定了迄今未被注意到的高能量准粒子的来源作为一个积极的斜率的频率依赖性的电子自能的实部。在声子的存在下,在高$T$下,自能随温度线性增长,导致电阻率饱和。随着$U$的增加,饱和温度被推到更高的值,提供了一种电子相关破坏饱和的机制。
2018-11-25 cond-mat.str-el
A comparison of the hidden order transition in URu$_2$Si$_2$ to the $λ$-transition in $^4$He
通过将URu$_2$Si$_2$的隐序相变与$^4$He的超流相变类比,提出隐序相变可理解为无能隙激发向有能隙基本激发的转变,解释了熵释放、电阻率与热导率跃变及费米面减小等现象。
2024-03-19 cond-mat.str-el
On Sharp Enhancement of Effective Mass of Quasiparticles and Coefficient of T^{2} Term of Resistivity around First-Order Metamagnetic Transition Observed in UTe_{2}
本文讨论了Miyake等人在J. Phys. Soc. Jpn. 88,063706(2019),在朗道相变理论的基础上,通过考虑铁磁序参数波动,从理论上讨论。我们发现铁磁自旋涨落的增强导致准粒子的有效质量或索末菲系数γ的增加,这与实验观察是一致的。与此同时,Imajo等报道的关于变磁转变的Kadowaki-Woods型标度al.inJ. Phys. Soc. Jpn. 88,083705(2019)和Knafo等人在J. Phys. Soc. Jpn. 88,063705(2019),也可以通过假设Landau型自由能参数的合理值来半定量地理解,这些参数再现了表征变磁转变的关键量。
2020-12-08 cond-mat.str-el
Possible Phase Transition Deep Inside the Hidden Order Phase of Ultraclean URu2Si2
为了阐明重费米子化合物URu 2Si 2中隐藏顺序(HO)状态的基本性质,我们测量了超净晶体在高场/低温制度下的电输运性质。与以前的研究不同,本系统具有少得多的杂质散射,在H*=22.5 T远低于HO相~36 T的破坏场时解决了霍尔电阻率的明显异常。此外,一种新的量子振荡出现在略低于H* 的磁场之上。这些结果表明,费米面的突然重建,这意味着一个可能的相变以及内的HO相位所造成的带依赖的破坏的HO参数。本文的结果明确地指出,HO跃迁应该用巡游电子图像来描述。
2009-03-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Universal behavior in the Nernst effect of heavy fermion materials
我们报道了在重费米子材料中,在宽的中间温度范围内能斯特系数的普遍标度的观测结果,包括超导体CeCu $_2$ Si $_2$ ABMM、CeCoIn $_5$和Ce $_2$ PdIn $_8$,铁磁近藤晶格Ce $_3$ RhSi $_3$,掺杂CeRu $_2$ Si $_2$,中间价YbAl $_3$,和隐藏有序化合物URu $_2$ Si $_2$,它们覆盖了具有不同晶体、价态和基态性质的宽谱重费米子材料。标度公式完全遵循在双流体模型中预测的出射重准粒子的磁化率。本文基于斜散射机制和玻尔兹曼图像对能斯特效应的标度性进行了尝试性的解释,认为能斯特效应是由准粒子态密度的不对称性而不是散射率的不对称性引起的。在URu $_2$ Si $_2$中,还发现隐藏有序相中的巨大能斯特信号遵循预测的标度,表明杂化物理的潜在参与。我们的工作为重费米子材料中的能斯特效应提出了一个统一的候选方案。
2020-07-21 cond-mat.str-el
Evidence for chiral d-wave superconductivity in URu2Si2 from the field-angle variation of its specific heat
用高质量单晶的比热$C(T, H, ϕ, θ)$测量研究了重费米子超导体URu $_2$ Si $_2$中的低能准粒子激发.由于多普勒频移效应的QP激发的发生被检测到,而不管在$C(H)$本干净的样品,这是在鲜明的对比,以以前的报告中的字段方向。此外,在交流平面内的旋转磁场下测量的极角相关$C(θ)$在$θ\sim 45$度处表现出肩状异常,在中等场区域中在$θ= 90$度($H \parallel a$)处表现出急剧下降。支持这些功能的理论分析的基础上的微观计算假设的间隙对称性的$k_z(k_x+ik_y)$,其间隙结构的特点是由一个水平线节点在赤道和点节点在极点的组合。本文的结果解决了以前关于URu $_2$ Si $_2$带隙结构的争论,证实了它的手征$d$波超导性.
2016-02-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
How bad metals turn good: spectroscopic signatures of resilient quasiparticles
我们研究强关联金属中的输运。利用动态平均场论,计算了空穴掺杂莫特绝缘体的电阻率、热电势、电导率和热力学性质。两个分离的温度标度被确定:T_FL,低于朗道费米液体行为适用,和T_MIR,高于电阻率超过Mott-Ioffe-Regel值和'坏金属'的行为被发现。我们表明,准粒子激发保持良好的定义以上T_FL和主导整个中间制度T_FL < T_MIR的传输。这些“弹性准粒子”的寿命更长的电子类激发,这种明显的粒子-空穴不对称性有重要的后果的热电势。进入坏金属状态的交叉对应于这些激发的消失,并且在光谱学中具有明确的特征。
2013-02-22 cond-mat.str-el
Vortex Fermi Liquid and Strongly Correlated Quantum Bad Metal
基于准粒子图像的二维金属($2d$)的半经典描述表明存在一个普适的电阻率阈值:$2d$金属的电阻率由所谓的Mott-Ioffe-Regal(MIR)极限限制,其数量级为$h/e^2$。如果一个系统仍然是金属的,而它的电阻率超过了MIR极限,它被称为“坏金属”,这挑战了我们的理论理解,因为准粒子的概念是无效的。当电子之间也存在强关联时,系统的描述变得更具挑战性。部分原因是最近的实验过渡金属dichalcogenides云纹异质结构,我们寻求理解的强相关的坏金属的电阻率远远超过MIR限制。对于一些强关联的坏金属,虽然基于电子准粒子的微观描述失败,但基于“电荷涡旋”的易处理的对偶描述仍然是可能的。我们构建了一个具体的例子,这种强相关的坏金属的涡旋是费米子与费米表面,我们证明,它的电阻率可以是非常大的零温度。当额外的电荷$δn_e$掺杂到系统中远离半填充时,在光学电导率中将出现与$(δn_e)^2$成比例的小Drude重量。
2022-09-21 cond-mat.str-el
Anomalous Temperature Dependence of Lower Critical Field in Ultraclean URu$_2$Si$_2$
为了研究隐藏有序态中的URu_2Si_2的神秘超导态,我们精确地测定了H的下临界场H_{c1},下临界场为55 mK|| a和H|| C.为此,在剩余电阻率比超过700的超净单晶(T_c = 1.4K)上测量了局部磁感应强度的位置关系。我们发现,H_{c1}的温度依赖性显着不同于任何其他超导体。H的整个H_{c1}(T)||用最近的热导率和比热测量结果提出的具有线节点和点节点的两种超导能隙结构很好地解释了A。对于H|| c,观察到H_{c1}(T)中具有明显扭结的斜率变化,这不能由两个间隙来解释。这种行为对于H|| c与在UPt_3和U_{1-x} Th_ xBe_{13}中发现的与转变到另一超导相有关的H_{c1}(T)的尖点行为形成鲜明对比。所观察到的异常低场抗磁响应可能与由于多组分超导序参量与时间反演对称性破缺而导致的与手征畴相关的奇特涡旋动力学有关。
2010-07-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Critical quasiparticle theory: Scaling, thermodynamic and transport properties
我们利用最近发展起来的临界准粒子理论推导了关联金属中与量子临界点(QCP)相关的标度行为。将其应用于在YbRh $_2$ Si $_2$(YRS)中观察到的磁场感生QCP,导出了比热、电阻率、Gr{\”u}neisen系数和热电势的临界行为。这个理论很好地解释了实验结果
2012-01-03 cond-mat.str-el
Unconventional scaling of resistivity in two-dimensional Fermi liquids
本文研究了相互作用的二维金属系统电阻率的温度依赖性。我们基于半经典玻尔兹曼输运理论对非平衡态进行了数值模拟。通过我们的模拟,我们表明,偏离标准费米液体理论的预测可能会出现由于特殊的散射几何的umklapp过程,在特殊情况下,即使在超低温极限。Umklapp散射需要放松准粒子分布函数的总动量。本文研究了二维准粒子系统的输运性质,其中准粒子在正方形晶格上具有排斥的在位相互作用和非均匀的杂质散射,色散采用单轨道紧束缚模型。我们表明,非常规的缩放特性的电阻率,这往往被解释为一个非费米液体状态的指示,可以出现由于特殊的几何条件的费米面。在我们的简单模型中,费米液体理论的预测出现了强大的偏差,提出了一个新的观点,以解释非常规的电子-电子散射为主的金属系统中的输运性质。
2013-12-23 cond-mat.str-el
The effect of local magnetic moments on spectral properties and resistivity near the interaction- and doping induced Mott transitions
我们研究了局部磁矩的形成和屏蔽对金属-绝缘体过渡附近的光谱函数和电阻率的温度和相互作用依赖性的影响。我们将动力学平均场论应用于强关联哈伯德模型,并将上述性质的特殊性与局域电荷$χ_c$和自旋$χ_s$的相关性联系起来.我们发现,在半填充电阻率在一定温度下的最大值$T^*$对应的光谱函数的中心准粒子峰的出现,并进入金属区定义良好的费米子准粒子。与此同时,由双占据最小值确定的局部磁矩屏蔽区的交叉温度小于温度标度$T^*$,并且在半填充时与对应于电阻率指数$β\equiv d\ln ρ/d\ln T=1$的边界$T_{β=1}(U)$相一致。远离半填充,我们发现弱的温度增加的开始和完成的局部磁矩的屏蔽(即近藤温度),而未屏蔽的局部磁矩只存在到几个掺杂的当量。在低温制度$T<T_{β=1}$同时存在巡回和本地化的自由度产生几乎线性的散射率和电阻率的温度依赖性。
2022-11-22 cond-mat.str-el
Low-energy electronic properties of clean CaRuO$_3$: elusive Landau quasiparticles
我们制备了高质量的CaRuO $_3$外延薄膜,其剩余电阻率比高达55。舒布尼科夫-德哈斯振荡的磁阻和$T^2$温度依赖性的电阻率仅低于1.5 K,其系数基本上被抑制在大的磁场中,建立CaRuO $_3$作为费米液体(FL)具有非常低的相干尺度。在2 ~ 25 K温度范围内发现了非费米液体(NFL)$T^{3/2}$依赖性。高样品质量允许通过太赫兹光谱获得固有的电子特性。对于低于0.6 THz的频率,电导率是Drude的,可以用FL概念建模,而对于更高的频率非Drude行为,与FL预测不一致,这建立了CaRuO $_3$作为一个主要的例子,在太赫兹范围内的光学NFL行为。
2013-12-13 cond-mat.str-el
Temperature dependences of resistivity and magnetoresistivity for half-metallic ferromagnets
研究了三维和二维半金属铁磁体输运性质的特殊性,这些特殊性与自旋翻转散射过程的不存在有关。计算了不同区域电阻率随温度和磁场的变化关系。当T<T* 时,电阻率与T^{9/2}成比例,当T>T* 时,电阻率与T^{7/2}成比例,T* 是纵向散射过程的交叉温度。后者规模也发挥了重要作用的磁阻。讨论了非准粒子(非相干)态对输运性质的贡献。结果表明,它们可以占主导地位的杂质感生电阻率的温度依赖性和隧道结电导率。
2002-04-12 cond-mat.str-el
Hidden Fermi Liquid, Scattering Rate Saturation and Nernst Effect: a DMFT Perspective
本文用动力学平均场论研究了关联金属的输运性质。只有在极低的温度范围$T_{FL}$之下才出现正则费米液体行为。令人惊讶的准粒子散射率遵循二次温度依赖性高得多的温度和跨越到饱和的行为周围的温度范围$T_{sat}$。我们确定这些准粒子的成分隐藏的费米液体。以上$T_{FL}$的非费米液体传输,特别是线性的$T$电阻率,被证明是一个强烈的温度依赖性带色散的结果。我们推导了电阻率、霍耳角、热电势和能斯特系数的简单表达式,并给出了与温度有关的重整化能带结构和准粒子散射率。我们讨论了可能的测试的DMFT图片运输使用交流测量。
2013-04-28 cond-mat.str-el
Resistivity and Thermal Conductivity of an Organic Insulator beta'-EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2
绝缘磁体零温热导率中的有限剩余线性项表明存在巡游准粒子的无带隙激发,这在量子自旋液体(QSL)的某些候选材料中已被观察到.在有机三角形绝缘体β '-EtMe 3Sb [Pd(dmit)2]2(QSL候选材料)中,低温热导率取决于冷却过程,并且仅在具有大热导率的样品中观察到有限剩余项。此外,冷却速率依赖性在很大程度上是样品依赖性的。在这里,我们发现,虽然低温热导率显着依赖于冷却速率,高温电阻率几乎完全独立于冷却速率。这些结果表明,在有限的剩余项的样品中,在低温下携带热量的准粒子的平均自由程是由无序,其特征长度尺度的分布是远远长于电子的平均自由程,确定高温电阻率。这解释了为什么最近的X射线衍射和核磁共振测量显示没有冷却速率依赖性。当然,这些测量不适合检测与热导率相关的长度尺度的失调,正如它们不能确定金属的剩余电阻率一样。目前的结果表明,在讨论β '-EtMe 3Sb [Pd(dmit)2]2中的巡游自旋激发时,需要非常仔细的实验。
2022-05-20 cond-mat.str-el
Ubiquity of Linear Resistivity at Intermediate Temperature in Bad Metals
坏金属显示出与普通金属中常见的不同的传输行为。最显著的差异之一是电阻率在温度上是线性的,并且上升到远高于Ioffe-Regel极限(其中平均自由程等于晶格间距)。使用一个精确的久保公式,我们表明,线性电阻率自然发生的许多系统时,他们是在一个不相干的中温状态。我们用数值计算验证了简化版哈伯德模型的分析论点,该模型是用动态平均场论求解的。在哈伯德模型中也发现了类似的特征,由于弹性准粒子的形成,它们可以在更低的温度下开始。
2014-04-10 cond-mat.str-el
Deviation from the Fermi-Liquid Transport Behavior in the Vicinity of a Van Hove Singularity
最近的实验揭示了非费米液体电阻率在非常规超导体Sr $_{2}$ RuO $_{4}$当应变推动一个费米面接近范霍夫奇点。这种行为的起源以及它是否可以从定义明确的准粒子的图像中理解还不清楚。我们采用玻尔兹曼输运分析超出了单一的弛豫时间近似的基础上,经历了一个Lifshitz过渡,其中费米面跨越范霍夫奇点,无论是由于单轴或外延应变的单带。首先分析研究杂质散射,我们澄清的发散态密度与局部平坦带的Lifshitz过渡点的作用。此外,包括电子-电子散射数值,我们发现良好的定性协议与电阻率测量单轴应变Sr $_{2}$ RuO $_{4}$,包括温度标度和温度依赖性的电阻率峰值。我们的结果意味着,即使接近Lifshitz过渡,从定义良好的准粒子开始的描述。为了测试玻尔兹曼输运理论的有效性附近的范霍夫奇点,我们提供了进一步的实验可访问的参数,如热输运,塞贝克系数,霍尔电阻率和比较不同的应变情况。
2019-03-10 cond-mat.str-el
Density-density propagator for one-dimensional interacting spinless fermions with non-linear dispersion and calculation of the Coulomb drag resistivity
利用玻色化-费米子化变换,将非线性色散的无自旋费米子Tomonaga-Luttinger模型映射到相互作用在重整化群意义下无关的费米子准粒子模型上.这样的映射使我们能够建立一个扩展的密度-密度传播的原始Tomonaga-Luttinger哈密顿量的顺序(无关的)准粒子相互作用。这种展开式中的最低阶项与自由费米子的传播子成比例。下一个术语也被评估。所找到的传播子用于计算两个电容耦合一维导体系统中的库仑药物电阻率$r$。结果表明,对于自由费米子和相互作用费米子,$r$与$T^2$成正比.与非相互作用的结果相比,边际排斥链内相互作用起到减少$r$的作用。由于准粒子相互作用对$r$的修正也被发现。在低温下,它以$T^4$的形式扩展。
2009-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Temperature- and Magnetic-Field-Dependent Optical Properties of Heavy Quasiparticles in YbIr2Si2
我们报道了重电子金属YbIr $_2$ Si $_2$的温度和磁场依赖的光导谱。当冷却到近藤温度($T_{\rm K}$)以下时,我们观察到一个典型的电荷动力学,这是预期的相干重准粒子态的形成。我们得到了一个很好的拟合的Drude重量的重准粒子通过应用一个修改的Drude公式与光子能量依赖的准粒子散射率,表现出类似的幂律行为的电阻率的温度依赖性。通过施加低于$T_{\rm K}$的6 T的磁场,我们发现有效动力学质量增强减弱约12%,这与磁场上$4f$ -传导电子杂化的预期减少一致。
2010-10-08 cond-mat.str-el