重费米子化合物 URu$_2$Si$_2$ 的晶格动力学

我们利用拉曼散射、光导率和非弹性中子散射测量以及理论 {\it ab initio} 计算，全面研究了 URu$_2$Si$_2$ 晶格动力学随温度的变化。对光学声子模式的主要影响与 Kondo 物理有关。B$_{1g}$（$\Gamma_3$ 对称性）声子模式在 $\sim$100~K 以下略微软化，这与先前报道的具有相同对称性的弹性常数 $C_{11}-C_{12}$ 的软化相关，这两项观测均表明 Kondo 区域存在 B$_{1g}$ 对称性破缺不稳定性。通过光导率，我们探测到了强电子 - 声子耦合的清晰特征，表现为某些声子模式的光谱权重随温度变化以及 Fano 线型。令人惊讶的是，两个声子模式 E$_u$(1) 和 A$_{2u}$(2) 的线型显示出相反的温度依赖性。A$_{2u}$(2) 模式在 150 K 以下失去了其 Fano 线型，而 E$_u$(1) 模式在 100~K 以下的 Kondo 交叉区域获得了该线型。这可能指向动量依赖的 Kondo 物理。通过非弹性中子散射测量，我们绘制了 300~K 至 2~K 之间声子模式的完整色散关系。包括在隐藏序相变过程中，未观察到显著的温度依赖性。考虑自旋 - 轨道耦合的 {\it ab initio} 计算结果与数据吻合良好，除了在 (a,b) 平面内传播的少数低能分支外。