钆和铽金属中压力诱导体积塌缩转变的不同路径
强关联电子
2013-12-06 v4 材料科学
摘要
大多数镧系元素在高压下表现出的摩尔体积突然减小，通常归因于其 4f 电子局域化程度的变化。我们基于对稀释 Y(Gd) 和 Y(Tb) 合金直至 120 GPa 的电阻率测量提供了证据，表明尽管 Gd 和 Tb 金属在周期表中相邻，但它们的体积塌缩转变具有不同的起源。值得注意的是，非磁性 Y 宿主中孤立 Pr 或 Tb 杂质离子的磁态随压力的变化，似乎紧密反映了纯 Pr 或 Tb 金属中的相应变化。Tb 中的塌缩似乎是由压力下 4f 电子与传导电子之间增强的负交换相互作用（Kondo 共振）驱动的，在 Y(Tb) 的情况下，这极大地改变了 Y 宿主的超导性质，与此前在 Y(Pr) 中发现的情况非常相似。在 Gd 中，我们的电阻率测量表明 Kondo 共振并非其体积塌缩的主要驱动因素。X 射线吸收和发射谱学清楚地表明，4f 局域磁矩在两次体积塌缩转变中基本保持完整，从而排除了 4f 能带形成（离域化）和价态转变模型作为可能的驱动机制。这些结果突显了镧系元素体积塌缩转变背后行为的丰富性，并证明了 4f 能级在极端压力下对抗能带形成的稳定性。
引用
@article{arxiv.1305.3852,
title = {Different routes to pressure-induced volume collapse transitions in gadolinium and terbium metals},
author = {G. Fabbris and T. Matsuoka and J. Lim and J. R. L. Mardegan and K. Shimizu and D. Haskel and J. S. Schilling},
journal= {arXiv preprint arXiv:1305.3852},
year = {2013}
}
备注
8 pages, 5 figures, accepted for publication in the Physical Review B