四方相 YbRu$_{2}$Ge$_{2}$中诱导四极序的理论

四方相化合物 YbRu$_{2}$Ge$_{2}$在零磁场下于 $T_0$=10.2K 处表现出非磁性相变，在 $T_1$=6.5K 处表现出磁性相变。我们基于 Yb$^{3+}$晶体电场（CEF）态的准四重态提出了该材料的模型，并讨论了其平均场解。考虑到 $T_0$处比热跃变在垂直于 [001] 磁场下的展宽，以及 $T_0$随平行于 [001] 磁场而降低的现象，结果表明 O$_{2}^{2}$或 O$_{\rm xy}$型铁四极序是非磁性相变的主要候选机制。考虑这些四极矩的矩阵元，我们证明能级方案中的较低 CEF 态由 $\Gamma_{6}$和 $\Gamma_{7}$双重态组成。这导致了诱导型的 O$_{2}^{2}$和 O$_{\rm xy}$四极序参量。四极序引入了平面磁矩的交换各向异性。这导致了垂直于 [001] 的低场下的自旋翻转相变，从而解释了观察到的亚铁磁性。我们还获得了磁化率和比热随温度变化的良好解释，适用于平行和垂直于 [001] 方向的磁场。