SmBe$_{13}$ 的磁有序态与晶格电场效应

通过在高达 9 T 的磁场中进行电阻率（$\rho$）、比热（$C$）和磁化强度（$M$）测量，研究了具有 NaZn$_{13}$ 型立方结构的 SmBe$_{13}$ 单晶的物理性质。$\rho$ 的温度（$T$）依赖性表现出正常的金属性质，未呈现 Kondo -ln$T$ 行为，表明该系统中存在弱杂化效应。对 $C$ 的温度依赖性分析表明，该化合物的 Sm 离子为三价，且晶格电场（CEF）基态为 $\Gamma_8$ 四重态，其第一激发态为位于约 90 K 能标处的 $\Gamma_7$ 二重态。基于所提出的 CEF 能级方案的平均场计算，能够相当好地重现 $\sim$ 70 K 以下磁化率（$\chi$）的 $T$ 依赖性。顺磁态下的这些结果有力地表明，4$f$ 电子在 Sm$^{3+}$ 构型下是良好局域化的。在低温下，4$f$ 电子在 $T_{\rm M}$ $\sim$ 8.3 K 时发生磁有序，此处 $\chi$($T$) 表现出类似反铁磁的尖峰异常。根据平均场计算得到的正居里-外斯温度以及构建的具有多个区域的磁相图，我们通过与其他表现出螺旋磁有序的同构 MBe$_{13}$ 化合物进行比较，讨论了 $T_{\rm M}$ 以下 SmBe$_{13}$ 的磁结构。