$d$电子体系中重费米子行为起源的探索

自旋涨落被认为是理解包括 LiV$_2$O$_4$、Y(Sc)Mn$_2$ 和 YMn$_2$Zn$_{20}$ 在内的过渡金属化合物中类重费米子行为微观起源的关键性质之一。在本综述中，我们通过近期的缪子自旋旋转/弛豫研究证明，这些化合物中纵向自旋弛豫率（$\lambda\equiv 1/T_1$）的温度（$T$）依赖性在特征温度 $T^*$ 以下呈现出趋于恒定值（$\lambda\sim const$.）的共同趋势。这与由科林加关系（Korringa relation）$\lambda\propto T/\nu$ 对正常金属预测的行为形成鲜明对比，其中泡利顺磁态中的自旋涨落率（$\nu$）为常数，$\nu\simeq 1/[h D(E_F)]$ [其中 $D(E_F)$ 为费米能处的态密度]。因此，$\lambda$ 的观测行为意味着自旋涨落率变为与温度线性相关，$\nu\propto T$，表明重准粒子以在低温下满足 $D(E_F)\propto (m^*)^{\sigma}\propto 1/T$ 的方式发展（$\sigma$ 由电子色散决定）。考虑到以烧绿石晶格为模型的相交哈伯德链的自旋关联理论预测 $\nu\propto T$，我们的发现强烈指示了 $t_{2g}$ 能带的关键作用，这些能带由于未畸变烧绿石晶格特有的几何阻挫而在低能下保持一维特征。