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准一维重费米子材料CeCo2Ga8的近藤链效应研究进展

发布日期:2019-03-01    作者:     来源:     点击:

在凝聚态物理中,维度效应是十分重要的。低维度意味着高涨落,对体系的基态有着决定性的作用,并且也影响着量子相变和量子临界点的特征。在强关联电子体系、重费米子材料中,高维度、低涨落的材料通常发生经典的自旋密度波型量子临界点;而低维度、高涨落的材料则更倾向于发生非常规的近藤坍缩型量子临界点,意即量子有序态抑制的同时还伴随着费米面的突变和近藤效应的消失。目前所研究的重费米子材料一般都介于二维和三维之间,因而人们对于准一维极限下的情况所知还甚少。一方面,真正的一维结构中是不存在有序态的,关于量子临界点的说法似乎无从说起;另一方面,一维条件下费米液体也是不存在的,取而代之的是Luttinger液体。但是在接近准一维极限下,费米液体理论框架和量子临界点效应可能仍然存在,但符合这种条件的真实的实验材料是十分罕见的。

最近,皇家赌场罗永康教授团队与中科院物理所石友国研究员、杨义峰研究员合作,重新研究了准一维重费米子材料CeCo2Ga8中的电输运和磁性质的各向异性。从电输运性质看,c方向的电阻率在17K以下出现相干晶体散射,而ab方向的电阻率在2K以上一直保持着非相干近藤散射,表明它具有准一维的电性质。从磁性质看,磁化率的各向异性可以通过晶体场效应理论来描述,拟合得到的磁性交换作用的强度分别为Ja≈2.5KJb≈3KJc≈-12K以及各向异性比例|Jc/Ja,b|≈4-5,表明它具有准一维的磁性质。从而证明了CeCo2Ga8无论在电学上还是磁学上都是准一维的。我们将它称为近藤链。迄今为止,CeCo2Ga8是第一个具有近藤链效应的重费米子材料。

该研究成果以“Realization of Kondo chain in CeCo2Ga8”为题发表在Phys. Rev. Materials 3, 021402(R) (2019)皇家赌场罗永康教授与中科院物理所石友国研究员、杨义峰研究员为论文共同通讯作者;皇家赌场硕士生程康桥为论文第一作者,夏正才教授、王俊峰研究员、卢秀芳工程师及研究生杨枫、朱海鹏、柯杰尊等参与了论文相关工作;中科院物理所研究生王乐为该实验提供单晶样品,徐远骥进行了对称性相关的理论分析。该研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划的支持。


论文链接:

https://journals.aps.org/prmaterials/abstract/10.1103/PhysRevMaterials.3.021402