PrBi：拓扑与四极矩自由度的交汇

除电荷外还包含自旋、轨道或谷等其他电子自由度的新材料已展现出极大的研究价值与应用潜力。近来，多极矩自由度在电子关联效应中引起了显著关注。本工作中，我们在晶体电场理论框架下系统研究了拓扑半金属候选材料PrBi的输运、磁性与热力学性质。我们的结果表明$\Gamma_3$非Kramers双重态是Pr$^{3+}$(4$f^2$)离子的基态。该基态无磁性但携带非零四极矩$\langle\hat{O}_2^0\rangle$。我们推断在0.08 K以下存在四极相变。未观察到明显的四极Kondo效应。超高场量子振荡测量确认PrBi为具有非平庸Berry相和低总载流子密度0.06 /f.u.的半金属。我们讨论了低载流子密度与$4f^2$四极矩之间的相互作用，并将微弱的四极序与Kondo效应归因于低载流子密度的后果。因此，PrBi为低载流子密度极限下具有四极自由度的拓扑与强关联效应物理打开了一扇新窗口，并唤起在多通道Kondo效应背景下重新审视Nozières耗尽问题的需求。