单晶CeRh3Si2中的巨晶体电场效应与复杂磁行为
强关联电子
2015-05-18 v1 材料科学
其他凝聚态物理
摘要
通过在宽温度和磁场范围内进行的X射线衍射、磁化率、磁化强度、电阻率和比热测量，对单晶CeRh3Si2进行了研究。此外，在室温下通过铈芯能级X射线光电子能谱(XPS)研究了该化合物的电子结构。物理性质根据晶体电场进行了分析，并与在密度泛函理论方法下执行的从头算能带结构计算结果进行了比较。发现该化合物以ErRh3Si2型的正交晶胞（空间群 Imma -- No.74，Pearson符号：oI24）结晶，晶格参数为：a = 7.1330(14) Å, b = 9.7340(19) Å, c = 5.6040(11) Å。对磁性和XPS数据的分析揭示了三价铈离子存在良好局域化的磁矩。发现所有物理性质在整个研究温度范围内均高度各向异性，并受异常强的晶体电场影响，4f1基态多重态的总分裂超过5700 K。铈磁矩在 TN = 4.70(1) K 处的反铁磁有序及其随后在 Tt = 4.48(1) K 处的自旋重排，表现为所有研究物理性质温度特性中的明显反常，并在外磁场中表现出复杂的演化。为平行于易磁化方向b轴的磁场B构建的暂定磁B-T相图，显示了CeRh3Si2非常复杂的磁行为，与最近报道的同结构化合物CeIr3Si2相似。电子能带结构计算证实了铈磁矩的反铁磁有序，并很好地再现了实验XPS价带谱。
引用
@article{arxiv.1004.3858,
title = {Giant crystal-electric-field effect and complex magnetic behavior in single-crystalline CeRh3Si2},
author = {A. P. Pikul and D. Kaczorowski and Z. Gajek and J. Stepien--Damm and A. Slebarski and M. Werwinski and A. Szajek},
journal= {arXiv preprint arXiv:1004.3858},
year = {2015}
}
备注
32 pages, 12 figures, to appear in Physical Review B