多极Kondo体系PrTi$_{2}$Al$_{20}$中的极大大磁电阻与各向异性输运

多极Kondo体系为设计超越纯自旋描述的惊人量子相与功能提供了前所未有的机遇。此类材料的一个模型平台是立方重费米子体系Pr$Tr_{2}$Al$_{20}$ ($Tr=$ Ti, V)，其具有非磁性晶体电场(CEF)基态以及局域四极与八极矩与传导电子海之间的显著Kondo纠缠。在此，我们探究在$T_{Q} \sim 2$ K以下发展出铁四极(FQ)序的PrTi$_{2}$Al$_{20}$的磁电阻(MR)与霍尔效应，并将其行为与非4$f$类似物LaTi$_{2}$Al$_{20}$进行比较。在FQ有序相中，PrTi$_{2}$Al$_{20}$表现出约$10^{3}\%$的极大大磁电阻(XMR)。该XMR的未饱和、准线性场($B$)依赖违背了传统的Kohler标度，且无法仅基于载流子补偿来描述。通过比较PrTi$_{2}$Al$_{20}$与LaTi$_{2}$Al$_{20}$中观测到的MR与霍尔效应，我们得出结论：电子型费米面(FS) sheet上的开放轨道拓扑是观测到XMR的关键。PrTi$_{2}$Al$_{20}$中的低温MR与霍尔电阻率在[111]与[001]磁场下表现出显著各向异性，而LaTi$_{2}$Al$_{20}$中不存在该现象，表明输运各向异性与四极序参量的各向异性磁场响应相关联。