巡游铁磁体SrRu$_{1-x}$Ti$_x$O$_3$的电子性质

本文研究了基于4$d$的铁磁材料SrRuO$_3$及其Ti替代系列SrRu$_{1-x}$Ti$_x$O$_3$（$x$ $\le$ 0.7）的电输运和比热。SrRuO$_3$是一种金属，表现出巡游铁磁性，转变温度$T_c$ $\sim$ 160 K。非磁性Ti$^{4+}$（3$d^0$）替代不仅会削弱活跃的Ru-O-Ru通道，而且有望调节电子密度和电子关联效应。在$x$ $\sim$ 0.4附近观察到金属-绝缘体转变。顺磁-金属态（$x$ $\leq$ 0.4）和绝缘态（$x$ $>$ 0.4）中的电荷输运性质遵循修正的Mott变程跳跃模型。在铁磁-金属态中，电阻率在$T_c$以下呈现$T^2$依赖性，但在低温下变为$T^{3/2}$依赖性。在Ti替代样品中，$T^{3/2}$依赖性的温度范围扩展到更高温度。有趣的是，在磁场存在下，这种$T^{3/2}$依赖性在整个铁磁区域占主导地位。这种电子输运行为的演化可以在费米液体理论和电子-磁子散射机制的框架内解释。负磁电阻表现出磁滞现象，并且随着磁场在负值和正值之间交叉，这与系列中的磁性行为相关。比热电子系数随$x$减小支持了本系列中绝缘行为的增强。我们计算了SrRuO$_3$的高Kadowaki-Woods比（$x$ $\leq$ 0.3），该比值随替代浓度增加而增加。这表明电子关联效应随替代浓度增加而增强。