CeRuSn 中的复杂电荷有序
强关联电子
2012-02-24 v1
摘要
在室温下，CeRuSn 展现出一种非凡的结构，即在金属环境中同时存在两种类型的 Ce 离子：三价的 Ce3+ 和中间价态的 Ce(4-x)+。电荷有序导致沿 c 轴方向相对于基本的单斜 CeCoAl 型结构出现晶胞加倍。在室温以下，多种体性质（如电阻率、磁化率和比热）中观察到具有极宽滞后的相变。当前的 X 射线衍射结果表明，在低温下，CeCoAl 型结构的加倍被一种不明确的调制基态所取代。在该状态下，至少存在三种不同的调制周期相互竞争，其中主导模式接近于基本晶胞的三倍。该相变伴随着 c 轴的显著收缩。XANES 数据表明，平均 Ce 价态保持不变，因此观察到的 c 轴收缩并非由任何价态转变引起。我们提出了一个定性结构模型，其中在不同的调制相中 Ce3+ 和 Ce(4-x)+ 层具有改变的堆垛顺序。令人惊讶的是，在远低于 100 K 的温度下，调制态对同步辐射光源可用的光子通量下的 X 射线辐照敏感。在约 10E12/s 量级的光子通量下，调制基态可在数分钟的时间尺度内被破坏，并恢复到室温下观察到的 CeCoAl 晶胞加倍状态。该最终态在 10 K 下是亚稳态的。将样品加热至 60 K 以上，又会恢复到调制态。因此，CeRuSn 同时表现出热致和 X 射线诱发的 Ce3+/Ce(4-x)+ 电荷有序模式的可逆转变。这种行为在任何已知的金属间化合物中都是独一无二的。
引用
@article{arxiv.1111.5693,
title = {Complex charge ordering in CeRuSn},
author = {R. Feyerherm and E. Dudzik and S. Valencia and J. A. Mydosh and Y. -K. Huang and W. Hermes and R. Pöttgen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.5693},
year = {2012}
}
备注
submitted to Phys. Rev. B