半金属 Ce3Bi4Au3 中的局域 f 电子磁性

Ce$_{3}$Bi$_{4}$Au$_{3}$ 与典型的 Kondo 绝缘体 Ce$_{3}$Bi$_{4}$Pt$_{3}$ 结晶于相同的非中心对称立方结构。本文利用磁化率、热力学和电输运测量报道了 Ce$_{3}$Bi$_{4}$Au$_{3}$ 单晶的物理性质。磁化率和热容数据揭示了在 $T_N=3.2$ K 以下的反铁磁（AFM）序。磁熵 $S_{\rm mag}$ 在略高于 $T_N$ 时达到 $R$ln2，表明其处于双重态基态的局域 $4f$ 磁矩。在低于 $T_N$ 的温度下观察到多个场诱导磁相变，表明存在具有竞争相互作用的复杂自旋结构。与大多数已报道的铈基 343 化合物相反，Ce$_{3}$Bi$_{4}$Au$_{3}$ 在电阻测量中表现出半金属行为。在静水压下的电阻测量显示，在高达 2.3 GPa 的压力下 $T_N$ 略有增强，这支持 Ce$_{3}$Bi$_{4}$Au$_{3}$ 属于以 Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用为主导的 Doniach 相图最左端的情形。利用真实的多体模拟，我们确认了 Ce$_{3}$Bi$_{4}$Au$_{3}$ 的半金属电子结构，并定量再现了其在顺磁态下的局域磁矩行为。