$\mu$SR 技术揭示 Ni 掺杂 CePdAl 中阻挫诱导的量子临界性

在 CePdAl 中，铈的 4$f$ 磁矩排列形成几何阻挫的 kagome 晶格。由于阻挫，除了 Kondo 相互作用和 Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida 相互作用外，该金属体系表现出长程磁有序（LRO），其 $T_{\rm N}$ 仅为 2.7\,K。在 Pd 位进行 Ni 掺杂后，$T_{\rm N}$ 进一步被抑制，并在临界浓度 $x_c \approx 0.15$ 处降至零。本文利用 $\mu$SR（muon-spin relaxation and rotation，$\mu$子自旋弛豫与旋转）技术，在局域层面研究了五种不同 Ni 浓度下 $x_c$ 上下两侧的 CePd${1-x}$Ni$_x$Al。与母体 CePdAl 化合物类似，在 $x = 0.05$ 时我们观察到非公度 LRO，其在 $x = 0.1$ 和 0.14 时转变为准静态磁有序。更有趣的是，在远离 $x_c$ 的 $x = 0.16$ 和 0.18 处，我们仍观察到非费米液体行为，这由低温下纵向弛豫率的幂律发散所证实。在这种情况下，纵向场测量表现出时间-场标度，表明存在持续至 $x > x_c$ 的协同自旋动力学。此外，与外加压力类似，Ni 掺杂引起的化学压力抑制了 $T^*$ 以下的区域，该区域的特征为类自旋液体的动力学行为。我们的结果表明，CePdAl 的磁性质受静水压力和化学压力的影响相似。我们还证实，这种非同寻常的非费米液体行为（与常规量子临界体系相比）源于持续至最高 Ni 浓度的阻挫效应。