利用磁场调控CeNiGe$_{3}$的低温物理性质

我们通过比热、磁化强度和电阻率测量，研究了三元金属间化合物CeNiGe$_{3}$的热学、磁学和电学性质。基于晶场的点电荷模型，分析了比热数据和各向异性磁化率。Ce$^{3+}$的$J$ = 5/2多重态被晶场(CEF)劈裂成三个克拉默斯二重态，其中第二和第三二重态与第一（基态）二重态的能量间隔分别为$\Delta_{1}$ $\sim$ 100 K和$\Delta_{2}$ $\sim$ 170 K。在零场下，CeNiGe$_{3}$在$T_{N}$ = 5.0 K以下表现出反铁磁有序。对于\textbf{H}\,$\parallel$\,\textbf{a}方向，在2至4 K之间，从磁化等温线中清晰观察到两个变磁相变，并且通过磁电阻测量将其延伸至0.4 K。对于\textbf{H}\,$\parallel$\,\textbf{a}方向，$T_{N}$随磁场增加而向低温移动，并最终在$H_{c}$ $\sim$ 32.5 kOe处消失。当$H > H_{c}$时，电阻率呈现二次温度依赖关系（$\Delta\rho = A T^{2}$）。当$H \gg H_{c}$时，出现非常规的$T^{n}$依赖关系（$\Delta\rho$，其中$n > 2$），指数$n$随磁场增加而增大。尽管CeNiGe$_{3}$中的反铁磁相变温度可以被连续压制到零，但它提供了一个与当前量子临界性简单模型不符的场调控实例。