金刚石晶格反磁性系统的实验电子相图

我们报道了对 Ni 掺杂对 thiospinel Co$_{1-x}$Ni$_x$[Co$_{0.3}$Ir$_{1.7}$]S$_4$ (0 $\leq x \leq$ 1) 中磁性和电子性质的影响。母体化合物 Co[Co$_{0.3}$Ir$_{1.7}$]S$_4$ 在 $A$ 位点金刚石子晶格中表现出约 $T_\mathrm{N} \sim$ 292 K 以下的反磁性有序, 同时伴随狭窄的电子转移间隙。Ni 掺杂后, 在 $x \sim$ 0.35 处出现绝缘体到金属rossover, 反磁性逐渐被抑制, $T_\mathrm{N}$ 在 $x =$ 0.7 时降至 23 K。金属态中出现类似自旋态的转变。反磁性转变在 $x_\mathrm{c} \sim$ 0.95 处完全被抑制, 此处出现非费米-洛伦兹行为, 从电阻中的 $T^\alpha$ 温度依赖性 ($\alpha \approx$ 1.2-1.3) 和比热中 $C/T$ 的发散行为可见。同时, 电子比热系数 $\gamma$ 显著增大, 表明准粒子有效质量得到增强。已建立磁相图, 其中反磁量子临界点被规避。相反, 观察到的在临界浓度以上出现的类似 glass 的尾部更符合强无序情况下扩展量子 Griffiths 相的理论预测。