电荷密度波金属 LuNiC2 的单晶研究
摘要
我们报道了两种三元碳化物 LuCoC2 和 LuNiC2 的单晶生长、单晶 X 射线衍射、物理性质以及密度泛函理论（DFT）电子结构和费米面计算。电阻测量显示 LuNiC2 在 T_{CDW} ~ 450 K 处存在电荷密度波（CDW）转变，并且在 T > T_{CDW} 时电阻表现出显著的各向异性，沿正交 a 轴方向最低。X 射线超结构反射分析表明存在公度 CDW 态，其中 Ni 原子沿正交 a 轴的周期性发生 Peierls 型畸变。基于 LuNiC2 的 CDW 调制单斜结构模型进行的 DFT 计算，与正交母型的结果相比，揭示了费米能级处部分 CDW 能隙的形成，使电子态密度从无序 CDW 时的 N(E_{F}) = 1.03 states/eV f.u. 降低到 CDW 态下的 N(E_{F}) = 0.46 states/eV f.u.。后者对应的裸 DFT Sommerfeld 值 gamma_{DFT}^{CDW} = 0.90 mJ/molK^2，与 LuNiC2 的实验值 gamma = 0.83(5) mJ/mol\,K^2 达到合理一致。LuCoC2 表现出简单金属行为，在 0.4 K 以上既无 CDW 有序也无超导性。其实验 Sommerfeld 系数 gamma = 5.9 (1) mJ/molK^2 与正交 LuCoC2 的计算裸 Sommerfeld 系数 gamma_{DFT} = 3.82 mJ/molK^2 符合较好。
引用
@article{arxiv.1802.02061,
title = {Single crystal study of the charge density wave metal LuNiC2},
author = {S. Steiner and H. Michor and O. Sologub and B. Hinterleitner and F. Hoefenstock and M. Waas and E. Bauer and B. Stoeger and V. Babizhetskyy and V. Levytskyy and B. Kotur},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.02061},
year = {2018}
}
备注
13 pages, 14 figures, 2 Tables; accepted for publication in Physical Review B, https://journals.aps.org/prb/accepted/6e075Od0C7e1bf37c0626224a306e33bca824614e