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重费米子系统的等电子调控:合成 Ce3Sb4Pd3 的提议

强关联电子 2020-01-22 v1 材料科学

摘要

重费米子化合物中(量子)相变的研究依赖于对其微观控制参数的细致理解。虽然外部压力的影响相当直接,原子替代则更为复杂。尽管如此,将化合物中的某种元素组分替换为等价原子——撇开无序效应——常被视为仅影响晶格常数。基于这种化学压力的图像,晶胞体积被视作 Kondo 耦合的经验替代量。与此不同,我们提出一种“轨道情景”,其中复杂体系中的耦合可通过等电子替代进行调控,而对内聚性质影响甚微或毫无影响。从 Kondo 绝缘体 Ce3_3Bi4_4Pt3_3 出发,我们在能带理论内考虑磷族元素(Bi\rightarrowSb)和/或贵金属(Pt\rightarrowPd)的等电子替代。我们针对等体积系列 Ce3_3Bi4_4(Pt1x_{1-x}Pdx_x)3_3 表明,Kondo 耦合实际上被 5d5d(Pt)与 4d4d(Pd)轨道不同的径向延展显著修正,而由自旋轨道耦合介导的变化则微小。结合实验 Kondo 温度与模拟杂化函数,我们还预测了有效质量 mm^*,发现与 Ce3_3Bi4_4Pt3_3 的多体结果高度吻合。我们的分析激励去研究迄今未知的 Kondo 绝缘体 Ce3_3Sb4_4Pd3_3,我们预测其 m/mband=O(10)m^*/m_{band}=\mathcal{O}(10)

关键词

引用

@article{arxiv.1908.00840,
  title  = {Isoelectronic tuning of heavy fermion systems: Proposal to synthesize Ce3Sb4Pd3},
  author = {Jan M. Tomczak},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1908.00840},
  year   = {2020}
}

备注

11 pages, 9 figures