Magnetic Field Dependence of the Spin Fluctuations in CeCu$_{5.8}$Ag$_{0.2}$
PSI Center for Neutron and Muon Sciences（瑞士保罗谢尔研究所中子与μ子科学中心）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；ISIS Neutron and Muon Source, STFC Rutherford Appleton Laboratory（英国科学与技术设施委员会卢瑟福阿普尔顿实验室ISIS中子与μ子源）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；University of Tennessee, Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）
X. Boraley, A. D. Christianson, J. Lass, C. Balz, M. Bartkowiak, Ch. Niedermayer, J. M. Lawrence, L. Poudel, D. G. Mandrus, F. Ronning, M. Janoschek, D. G. Mazzone
Quantum phase transitions are among the most intriguing phenomena that can occur when the electronic ground state of correlated metals are tuned by external parameters such as pressure, magnetic field or chemical substitution. Such transitions between distinct states of matter are driven by quantum fluctuations, and can give rise to macroscopically coherent phases that are at the forefront of condensed matter research. However, the nature of the critical fluctuations, and thus the fundamental physics controlling many quantum phase transitions, remain poorly understood in numerous strongly correlated metals. Here we study the model material CeCu$_{5.8}$Ag$_{0.2}$ to gain insight into the implications of critical fluctuations originating from different regions in reciprocal space. By employing an external magnetic field along the crystallographic $a$- and $c$-axis as auxiliary tuning parameter we observe a pronounced anisotropy in the suppression of the quantum critical fluctuations, reflecting the spin anisotropy of the long-range ordered ground state at larger silver concentration. Coupled with the temperature dependence of the quantum critical fluctuations, these results suggest that the quantum phase transition in CeCu$_{5.8}$Ag$_{0.2}$ is driven by three-dimensional spin-density wave fluctuations.
Temperature dependence of the Kondo resonance and its satellites in CeCu_2Si_2
利用高分辨光电子能谱研究了强关联Ce系统CeCu $_2$ Si $_2$的近藤共振.利用费米边缘的热加宽，我们分析的位置，光谱权重，和温度依赖性的低能量4f光谱特征，其主要权重位于费米能级$E_F$以上。我们还提出了理论预测的基础上，使用扩展的非交叉近似（NCA）的单杂质安德森模型，包括所有的自旋轨道和晶体场分裂的4f状态。理论和实验之间的良好一致性提供了强有力的证据，CeCu $_2$ Si $_2$的光谱特性可以用单杂质近藤物理描述到$T \approx 5$ K。
Heavy Fermion superconductor CeCu$_2$Si$_2$ under high pressure: multiprobing the valence crossover
第一个重费米子超导体CeCu $_2$ Si $_2$还没有完全揭开它的神秘面纱。在高压下，超导性被认为是由价态涨落介导的，而在环境压力下，自旋涨落最有可能充当配对粘合剂。我们对高质量的CeCu $_2$ Si $_2$单晶进行了多探针（电输运、热电势、交流比热、霍尔和能斯特效应）实验，直至$7 \text{GPa}$。可靠的电阻率数据揭示了第一次的标度行为接近假定的价态转变，并允许定位在$4.5\pm0.2 \text{GPa}$和一个稍微负的温度的临界终点。在相同的压力区域，显着的功能也已被检测到的其他物理性质，作为进一步的签名的Ce价交叉和相关的临界波动。
High-energy magnetic excitations from heavy quasiparticles in CeCu$_2$Si$_2$
磁涨落是铜氧化物、铁基和重费米子超导体中配对的主要候选者。这一观点受到了最近发现的CeCu $_2$ Si $_2$中无结超导性的挑战，并要求详细了解相应的磁波动。在这里，我们绘制了磁激发在\ys{superconducting (S-type)} CeCu $_2$ Si $_2$使用非弹性中子散射，发现一个强烈的不对称色散$E\lesssim1.5$ ~meV，在较高的能量演变成广泛的柱状磁激发，扩展到$E\gtrsim 5$ meV。虽然低能量的磁激发表现出显着的三维特性，高能磁激发CeCu $_2$ Si $_2$几乎是二维的，让人想起在铜酸盐和铁基超导体中发现的顺磁子。通过比较我们的实验结果与无规相近似的计算，我们发现CeCu $_2$ Si $_2$中的磁激发来自与其重电子带相关的准粒子，这也是超导电性的原因。我们的研究结果为理解CeCu $_2$ Si $_2$的磁性和超导性提供了基础，并证明了中子散射在探测重费米子金属能带重整化中的实用性.
Low energy electrodynamics of the Kondo-lattice antiferromagnet CeCu$_2$Ge$_2$
我们目前的时域THz光谱数据的近藤晶格反铁磁体CeCu $_2$ Ge $_2$薄膜。低频复电导率已经得到了低于磁序开始的温度。在低温下，会形成一个狭窄的德鲁德峰，这与其他没有磁序的重费米子化合物中发现的类似。使用这些数据结合直流电阻率测量，我们得到的散射率和有效质量的频率依赖性，通过扩展的德鲁德模型分析。这种分析的零频率限制产生大质量重整化的证据，即使在磁性状态，其规模与热力学测量得到的密切一致。
Magnetic and superconducting properties on S-type single-crystal CeCu$_2$Si$_2$ probed by $^{63}$Cu nuclear magnetic resonance and nuclear quadrupole resonance
我们进行了$^{63}$ Cu核磁共振/核四极共振测量，以研究CeCu $_2$ Si $_2$的“超导主导”（$S$型）单晶的磁性和超导（SC）性质。虽然反铁磁（AFM）涨落的发展下降到1~K表明AFM临界性接近，但在0.8~K以下观察到Korringa行为，而在$T_{\rm c} \sim$ 0.6 K以上没有观察到磁异常。这些行为在$S$型CeCu $_2$ Si $_2$中是预期的。零场下的核自旋-晶格弛豫速率$1/T_1$的温度依赖性在130 mK以下与以前的多晶样品几乎相同，但在120 mK以下则向下偏离。事实上，SC态的$1/T_1$可以用双能隙$s_{\pm}$ -波模型来拟合，而不是用双能隙$s_{++}$ -波模型来拟合。在磁场下，在两个方向上的自旋磁化率明显降低到低于$T_{\rm c}$，表明形成了自旋单重态配对。自旋磁化率的剩余部分由$1/T_1T$计算的场致剩余态密度来理解，这归因于涡核的影响。在上临界场$H_{c2}$以上没有观察到磁异常，但观察到AFM涨落的发展，表明在强AFM涨落中实现了超导。
Meta-orbital Transition in Heavy-fermion Systems: Analysis by Dynamical Mean Field Theory and Self-consistent Renormalization Theory of Orbital Fluctuations
利用动力学平均场论和静态平均场近似研究了具有Ising轨道交换作用的双轨道Anderson晶格模型.以铈基重费米子化合物为研究对象，考察了当n_f = nf ~ 1时两个轨道态之间的轨道交叉.当基态f-电子轨道与传导电子的杂化小于激发态f-电子轨道与传导电子的杂化时，会发生“亚轨道”跃迁，此时两个轨道的占有率急剧变化.在亚轨道临界端点附近，轨道涨落增强，并与电荷涨落耦合。将巡游电子磁性的自洽重整化理论应用于亚轨道涨落，建立了亚轨道涨落的临界理论。临界终点，一阶过渡和交叉内描述的轨道波动的高斯近似。我们讨论了我们的结果的相关性CeAl 2，CeCu 2 Si 2，CeCu 2 Ge 2和相关的化合物，这都有低的晶体电场激发态。
Incommensurate Magnetic Ordering from One-Dimensional Correlated Topological Bulk States
用唯象模型计算了几种Ce基和U基f-电子巡游化合物的无公度有序波矢（CePtSn，CePdSn，CeNiSn，CeRhIn $_5$，URu $_2$ Si $_2$，CeNiAsO，CeCu $_{(6-x)}$ Au $_x$，UNi $_2$ Al $_3$，CeCuSn）以及在BSSCO、Rb $_2$、ZnBr $_4$、MnSi和原型IC系统铬金属中。这个模型是合理的多体拓扑一维（1-D）狄拉克哈密顿量后，质心变换的手征动量集定义的局部扩展的晶体布拉格平面。讨论了该模型的波动驱动的长程体态的出现的影响。
Unveiling the role of competing fluctuations at an unconventional quantum critical point
量子临界点（QCP）被广泛认为是物质的各种集体量子相的来源。一个中心问题是如何序参量的相位附近的QCP相互作用，并确定驱动量子临界行为的临界动力学的基本特征。对于发生在相关电子系统中的量子临界行为，最有趣的建议之一是，这种行为可能是由序参量的局部（而不是长波长）临界波动引起的。局部临界性被认为会引起能量随温度变化（$E/T$）的动态磁化率与量子临界点（QCP）附近的分数指数缩放。在这里，我们表明，$E/T$缩放确实观察到CeCu $_{6-x}$ Ag $_x$，但仔细检查，波动可以分为两个组成部分，这意味着多个序参量发挥了重要作用，在非常规的临界行为。此外，当对应于磁有序的相图的一面的波动被分离，他们被发现是三维的，并遵守预期的巡游反铁磁QCP附近的长波长波动的标度行为。
Superconductivity at an antiferromagnetic quantum critical point: the role of energy fluctuations
最近的实验报告超导电性只有在很低的温度下，在一类重费米子化合物的启发，我们研究的影响，能量波动与小动量转移对配对不稳定性附近的反铁磁量子临界点。虽然这些波动，形成的复合自旋波动，提出了解释的热力学和输运性质的量子临界点附近的化合物，如YbRh $_{2}$ Si $_{2}$和CeCu $_{6-x}$ Au $_{x}$在$x\approx0.1$，在这里，他们被发现强烈抑制$T_{c}$的$d$ -波配对的热准粒子的自旋波动促进。有趣的是，如果能量涨落足够强，它们可以诱导涉及费米面冷区准粒子的三重态配对。总的来说，能量和自旋波动的相反效应导致$T_{c}$的抑制。
Signature of quantum criticality in photoemission spectroscopy at elevated temperature
重费米子（HF）化合物的量子相变（QPT）可能破坏费米液体基态。然而，这种崩溃的条件仍然不清楚。我们首次报道了在高温下用紫外光电子能谱直接研究了重准粒子在CeCu $_{6-x}$ Au $_x$正则体系中的形成和击穿过程，而没有考虑晶格相干性的复杂性.令人惊讶的是，单离子近藤能级$T_K$在量子临界金浓度$x_c=0.1$附近表现出突变。我们从理论上表明，这一步预计从一个高度非线性重整化的本地自旋耦合在每个Ce网站，诱导相邻网站上的自旋波动。它提供了一个通用的高温指标HF准粒子击穿在QPT。
Transport phenomena in three-dimensional system close to the magnetic quantum critical point: The conserving approximation with the current vertex corrections
Locally critical quantum phase transitions in strongly correlated metals
当金属经历连续的量子相变时，在临界点附近出现非费米液体行为。标准的假设是，由量子临界性引起的所有低能自由度在空间上是扩展的，对应于序参量的长波长波动。然而，这一图景与最近在原型系统上进行的实验相矛盾：零温度磁跃迁下的重费米子金属。特别是CeCu $_{6-x}$ Au $_x$的中子散射揭示了原子长度尺度上的异常动力学，导致了关于量子临界状态下局部矩的命运的争论。在这里，我们报告我们的理论发现的局部临界量子相变的模型中的重费米子。临界点处的动力学与实验相符。我们还认为，局部临界是一种普遍相关的现象，强相关的金属，包括掺杂的莫特绝缘体。
本文简要回顾了与某些重费米子系统的量子临界行为有关的三个问题。首先，我们总结了一个扩展的动力学平均场论的近藤晶格，它对待在平等的基础上的量子涨落与近藤和RKKY耦合。动力学平均场方程描述了一个有效的Kondo杂质模型与矢量玻色子的附加耦合。两种类型的量子相变似乎是可能的，在这种方法-第一个传统的自旋密度波过渡，第二个驱动的本地物理。为了实现第二种类型的跃迁，有效杂质模型必须有一个量子临界点，表现出反常的局部自旋磁化率。在第二部分的文件中，这样的临界点是发生在两个变种的近藤杂质问题。最后，我们提出了一个操作测试的存在量子临界行为驱动的本地物理。中子散射结果表明CeCu $_{6-x}$ Au $_x$通过了该测试。
High-pressure study of the ground- and superconducting-state properties of CeAu$_2$Si$_2$
新的重费米子超导体CeAu $_2$ Si $_2$的压力-温度-相图与以前研究的结果有明显的不同。事实上，超导性不是在边缘出现，而是在磁相的深处出现。在这种情况下，我们进行了交流量热法，电阻率和热电功率测量的CeAu $_2$ Si $_2$ -单晶在高压下。该实验的主要创新之处是观察到一条新的过渡线，推测是反铁磁相内$T_{\mathrm{M}}^{\mathrm{mod}}$处的磁结构重排，以及与超导性相关的电阻率量子临界行为的发生。强的非费米液体的行为被观察到周围的超导电性的最大值和增强的散射率被观察到接近超导电性的出现和最大值。有趣的是，$T_{\mathrm{M}}^{\mathrm{mod}}$几乎与超导转变的开始在一个广泛的压力范围内，在那里神秘的Tc增加与磁性的加强。比较了CeAu $_2$ Si $_2$及其母体化合物CeCu $_2$ Si $_2$和CeCu $_2$ Ge $_2$随单胞体积变化的特征，提出了价键交叉的临界涨落在超导配对机制中起着至关重要的作用。我们的研究揭示了磁性的新的有趣特征，并说明了磁性，量子临界性和超导性之间的复杂相互作用。
The influence of spin and charge fluctuations on the pressure dependence of the Neel temperature near a quantum phase transition in rare-earth intermetallic compounds
