拓扑近藤绝缘体 SmB$_6$ 中的抗磁性 Sm$^{3+}$

六硼化钐是一种拓扑近藤绝缘体，其金属表面态由其绝缘能带结构显现出来。由于绝缘体块体本身由强关联驱动，块体与表面都呈现出引人注目的磁性和电子现象。我们采用 Sm M$_{4,5}$ 边的 X 射线吸收谱（XAS）和 X 射线磁圆二色性（XMCD）来测量 SmB$_6$ 中 Sm$^{2+}$ 和 Sm$^{3+}$ 的表面与块体磁性质。我们观测到在 $T = 75$ K 以下 Sm$^{3+}$ 磁偶极矩以及 30 K 以下钐的总轨道矩相对于外加磁场的反向排列。在 8 K 和 6 T 下解理表面的诱导 Sm$^{3+}$ 矩意味着总 Sm 的 1.5% 为磁化的 Sm$^{3+}$。8 K 下 Sm$^{3+}$ XMCD 二色性的场依赖关系是抗磁的且近似线性。然而，2 K 下的块体磁化由 Sm$^{2+}$ 范弗莱克磁化率以及 1% 具有 $\mu_{\rm Eff} = 5.2(1)~\mu_{\rm B}$ 的有效磁矩的顺磁杂质驱动。这表明抗磁性 Sm$^{3+}$ 在块体内被补偿。XAS 和 XMCD 谱受 Sm 空位和碳掺杂的弱影响，而 XAS 受抛光强烈影响。