绝缘体 YbIr$_3$Si$_7$ 中的电中性费米子与磁场驱动的不稳定性

在局域磁矩与巡游电子耦合的材料（即所谓的 Kondo 晶格材料）中，强电子关联有着非常丰富的背景。已知它们实现了许多奇异现象，包括非常规超导、奇异金属和关联拓扑物态。在此，我们报道了绝缘 Kondo 晶格材料 YbIr$_3$Si$_7$ 中看似电子分馏的现象，其涌现的中性激发携带热但不携带电流，并贡献类金属的的比热。我们表明这些中性粒子在材料于外加磁场中经历两个反铁磁相之间的转变时改变其性质。在低场 AF-I 相中，我们发现低温线性比热系数 $\gamma$ 与热导率中的剩余线性项 $\kappa/T(T\rightarrow 0)$ 为有限值，证明了巡游无隙激发。这些结果，连同对 Wiedemann-Franz 定律的显著违背，直接表明 YbIr$_3$Si$_7$ 是电荷绝缘体却是热金属。核磁共振谱揭示了到高场 AF-II 相的自旋翻转转变。在转变场附近，$\gamma$ 显著增强。最令人惊讶的是，在 AF-II 相内，$\kappa/T$ 在 $\sim300$ mK 以下急剧下降，表明要么打开了微小能隙，要么态密度线性消失。该发现展示了由自旋翻转磁转变驱动从热金属到绝缘体/半金属的转变。这些结果表明自旋自由度直接与中性费米子耦合，其涌现费米面在低温下经历场驱动的不稳定性。