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CeRu$_4$Sn$_6$:从近藤绝缘态涌现的重费米子

强关联电子 2012-03-07 v1

摘要

低温比热和核磁共振(NMR)测量的结合揭示了CeRu4_4Sn6_6基态性质的重要信息,该化合物被认为是四方近藤绝缘体(KI)的一个罕见例子。NMR自旋晶格弛豫率1/T11/T_1在100 K以下偏离Korringa定律,标志着能隙ΔEg1/kB30\Delta E_g1/k_B \simeq 30K的出现。该能隙在高达10 T的磁场下保持稳定。然而,在10 K以下,观察到带隙内态的非寻常低能激发,这些激发强烈依赖于磁场H。比热C以增强的索末菲系数γ=C(T)/T\gamma = C(T)/T的形式检测到这些激发:在零场下,γ\gamma在5 K以下急剧增加,在0.1 K达到最大值,然后饱和于γ=0.6\gamma = 0.6 J/molK2^2。该最大值随磁场增加而向更高温度移动,表明费米能级处的残余态密度发展出一个自旋能隙ΔEg2\Delta E_g2。一个基于位于费米能级附近的两条窄准粒子带的简单模型——这些带在零场下以0.022 states/meV f.u.的态密度穿过费米能级——可以定性和定量地解释测量的可观测量。特别地,我们证明,将比热和NMR数据拟合到该模型,并纳入Ce磁矩μ=ΔEg1/μ0H1μB\mu = \Delta E_g1/\mu_{0H} \simeq 1 \mu_B,可以预测能隙的场依赖性。我们的测量排除了量子临界点作为CeRu4_4Sn6_6中增强γ\gamma的起源,并表明这更可能源于费米能级处相关的残余带隙内态。这项工作为未来研究强关联系统中窄能隙形成现象提供了基本途径。

关键词

引用

@article{arxiv.1005.4912,
  title  = {CeRu$_4$Sn$_6$: heavy fermions emerging from a Kondo-insulating state},
  author = {E. M. Brüning and M. Brando and M. Baenitz and A. Bentien and A. M. Strydom and R. E. Walstedt and F. Steglich},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1005.4912},
  year   = {2012}
}

备注

11 pages, 13 figures