反铁磁体 CeRh$_2$Si$_2$ 中的高场变磁性

本文介绍了在高达 50 特斯拉的脉冲磁场中通过扭矩、磁致伸缩和输运测量，以及在高达 13 特斯拉的静态场中通过热膨胀测量对反铁磁体 CeRh$_2$Si$_2$ 进行的研究。根据这些测量，推导出了 CeRh$_2$Si$_2$ 的磁场-温度相图，其中磁场沿易轴 $\mathbf{c}$ 方向施加。二级相变温度 $T_{N}$ 和一级相变温度 $T_{1,2}$（零场下分别约为 36 K 和 26 K）随磁场增加而降低。场诱导的反铁磁-顺磁边界线 $H_c$（在 1.5 K 时为 26 T）在低温下为一级相变，在高温下变为二级相变。发现磁场-温度相图由（至少）三个不同的反铁磁相组成。这些相由一级相变线 $H_{1,2}$（对应于 H=0 时的 $T_{1,2}$）和 $H_{2,3}$（在 1.5 K 时为 25.5 T）分隔。在进入高场极化态时，观察到电阻率的 $T^2$ 系数 $A$ 达到最大值，这被解释为在场诱导量子不稳定性处有效质量增强的标志。将 CeRh$_2$Si$_2$ 中 $A$ 系数的磁场依赖性与压力依赖性进行了比较，并与典型重费米子系统 CeRu$_2$Si$_2$ 中 $A$ 的场依赖性进行了比较。