利用晶体场非弹性中子谱探测反铁四极系统 TmGa$_{3}$的单重态基态
强关联电子
2007-09-27 v1
摘要
TmGa（AuCu结构）经历两个相变：在 4.29 K 发生反铁四极相变，在 4.26 K 发生长程反铁磁有序。由于这两个相变非常接近，TmGa为研究电荷自由度与磁自由度的相互作用提供了一个有趣的系统。为了理解这种相互作用，我们在顺磁区（ 5 K）对 TmGa进行了非弹性中子散射实验，以重新确定晶体电场能级方案。通过拟合不同温度下的谱图，我们获得了新的晶体场能级方案，其 Lea、Leask 和 Wolf 参数为 = -0.44(2) 和 = -0.222(2) K。5 K 时的总晶体场分裂约为 2.3 meV，比先前发现的小一个数量级，但与从相关的 ErGa系统外推得到的分裂值吻合良好。我们的分析表明，晶体场基态为单重态，紧随其后的是位于 0.009 meV 的（非磁性）单重态。下一个激发态是位于0.5 meV 的三重态，它几乎与二重态简并。该能级方案与先前的发现相悖。随后对沿几个晶体学方向的磁化强度、温度依赖性磁化率以及比热的磁贡献的分析均与我们新的晶体场参数一致。文中讨论了这对反铁四极相变和反铁磁相变的启示。
引用
@article{arxiv.0709.4115,
title = {Singlet ground state probed by crystal field inelastic neutron spectroscopy on the antiferroquadrupolar system TmGa_{3}},
author = {M. G. Banks and R. K. Kremer and G. Lapertot and D. Mannix and A. P. Murani},
journal= {arXiv preprint arXiv:0709.4115},
year = {2007}
}