各向异性三角晶格体系 CeCd3As3 中的长程磁有序

我们报道了 $R$Cd$_{3}$As$_{3}$（$R$ = La 和 Ce）化合物的物理性质，其结晶为六方 ScAl$_{3}$C$_{3}$ 型结构（$P$6$_{3}$/mmc），使得 $R$ 子晶格形成自旋轨道耦合的三角晶格。磁化率测量表明 Ce$^{3+}$ 离子的 4$f$ 电子高度局域化，并揭示出很大的磁各向异性。$R$Cd$_{3}$As$_{3}$ 的电阻率和比热测量在高温下呈现反常（$R$ = La 时 $T_{0}$ $\sim$ 63 K，$R$ = Ce 时 $T_{0}$ $\sim$ 136 K），很可能源于结构相变。CeCd$_{3}$As$_{3}$ 的比热测量清晰地表明在 $T_{N}$ = 0.42 K 以下存在长程磁有序。尽管比热的磁贡献 $C_{m}/T$ 在 $\sim$ 10 K 以下显著增大，但 CeCd$_{3}$As$_{3}$ 的电阻率遵循典型的金属行为，与 Kondo 晶格体系不符。在 CeCd$_3$As$_3$ 中，到 $T_N$ 时仅恢复了约 40 $\%$ 的 $R \ln(2)$ 磁熵，而 $R$ln(2) 熵在约 Curie-Weiss 温度 $|\theta_{p}|$ 处完全达到。不同寻常的是，基于我们目前的探究，在 $|\theta_{p}|$ 以下的磁比热并非源于 Kondo 贡献，而是与三角晶格上的磁有序和阻挫相关。外加磁场下的比热测量显示，对于 $H \parallel c$，$T_{N}$ 几乎不变；而对于 $H \parallel ab$，在 40 kOe 以上观察到 $T_{N}$ 被抑制。这种行为与在 $ab$ 面内施加磁场打破三角对称性并部分缓解该系统磁阻挫的情形一致。