Frustration effect and Kitaev interaction in honeycomb Kondo lattice compounds

蜂窝状近藤晶格化合物中的挫败效应和Kitaev相互作用

基本信息

批准号：
21K03473
负责人：
高畠敏郎
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

Ceイオンがハニカム格子を組むCePt6Al3は重い電子的挙動を示し，そのPtを同族元素のPdで5%置換すると反強磁性転移が発現することを我々は先に見出した。本研究では，この系における磁気的フラストレーションの役割を明らかにすることを目的とした。CePt6Al3に5d正孔/電子をドープするために，周期表でPtの左右に位置するIr/Auで置換し，4f正孔をドープするために，CeをLaで部分置換した試料を作製した。Ir/Au置換によって近藤温度は上下したが，固溶限まで置換しても磁気転移は現れなかった。この結果はPd置換による磁気秩序は，近藤効果の抑制ではなく， Ceハニカム格子の磁気フラストレーションが弱められた為であることを意味している。常圧で磁気臨界点近傍に位置すると期待されたPd(x=0.024)の単結晶について，分担者の梅尾は，比熱測定で比熱係数C/Tの低温での発散傾向を確かめ，ハニカム面に垂直方向に一軸圧を印加して交流比熱を測定する準備を進めた。研究協力者の北川はCe(Pt1-xPdx)6Al3のAl核の核磁気共鳴実験を行い，スピン緩和率の温度依存性がx=0での重い電子系の挙動からx>0.1では反強磁性秩序の挙動に変化することを見出した。研究協力者のD.T. Adrojaはx=0.2, 0.3の中性子回折実験を行ったが，磁気秩序に対応するBragg回折ピークは観測されなかったため，秩序モーメントが小さいと考察した。スピンS = 7/2をもつGdがハニカム格子を組むGdPt6Al3の単結晶を育成し，その磁性を調べた。Tm = 7.4 K以下での反強磁性的秩序状態での磁化は，磁場をハニカム面内に印加したとき，小さな自発磁化を示した。これは，スピンが，ジャロシンスキー・守谷(DM)相互作用によってわずかに傾いたためであると解釈した。結晶が反転対称を有するにも拘わらず，DM相互作用がはたらく原因は，面内で隣接する二つのGdイオンの中点で反転対称が無く，２回回転軸を有するためであると考察した。

我们先前发现，Ce离子形成蜂窝状晶格的CEPT6AL3表现出重型电子行为，并且当PT被同源元素PD替换5％时，会发生抗磁磁过渡。这项研究旨在阐明磁性挫败感在该系统中的作用。为了用5D孔/电子涂料，准备了一个样品，在该样品中，CE被元素桌子中PT的左侧和右侧的IR/AU替换，为了涂上4F孔，CE被La。La。用La。Kondo温度部分替换，并且由于IR/AU取代而没有发生磁性的速度，但在磁性转移范围内都不会发生磁性的溶液，该溶解个溶液均可替换溶解的溶液。该结果表明，由PD替代引起的磁顺序不是因为临床效应被抑制，而是因为CE Honeycomb晶格的磁性挫败感被削弱了。对于PD的单晶（X = 0.024），预计将在正常压力下位于磁临界点附近，分享者umeo确认了在低温下，在低温下特定热系数C/T的差异趋势通过测量特定的热量，并通过施加单十字压力呈蜂蜜表面来测量AC特异性热量，以测量AC特异性热量。研究合作者Kitagawa对CE核（PT1-XPDX）6AL3进行了核磁共振实验，发现自旋松弛速率的温度依赖性从X = 0的重型电子系统的行为转变为X> 0.1处的抗firomagnetic Ordering的行为。研究合作者D.T. Adroja进行了X = 0.2和0.3的中子衍射实验，但是由于未观察到与磁序相对应的Bragg衍射峰，因此认为该顺序矩很小。 GDPT6AL3的单个晶体，其中具有自旋s = 7/2的GD在蜂窝晶状体中生长，并检查了其磁性。当将磁场应用于蜂窝平面时，在TM = 7.4 K处的抗磁磁序磁化显示出很小的自发性磁化。这被解释为旋转被Jarosinsky-Moriya（DM）相互作用稍微倾斜的结果。人们认为，尽管晶体具有倒对称性，但DM相互作用的原因是，在平面中两个相邻GD离子的中点没有倒对称，并且它们具有两次旋转轴。

项目成果

期刊论文数量（18）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

High-field magnetization and magnetoresistance of the honeycomb Kondo lattice alloys Ce(Pt1-xPdx)6Al3

蜂窝状近藤晶格合金Ce(Pt1-xPdx)6Al3的高场磁化强度和磁阻

DOI：
10.1088/1742-6596/2164/1/012033
发表时间：
2022
期刊：
Journal of Physics: Conference Series
影响因子：
0
作者：
R. Oishi;A. Miyake;M. Tokunaga;Y. Shimura;K. Umeo;T. Onimaru;T. Takabatake
通讯作者：
T. Takabatake

ハニカム格子化合物GdPt6Al3の傾角反強磁性秩序

蜂窝晶格化合物 GdPt6Al3 中的倾斜反铁磁序

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
渡辺竜也;渡辺忠孝;Tetsuya Yamamoto;大石遼平，志村恭通，梅尾和則，鬼丸孝博，高畠敏郎
通讯作者：
大石遼平，志村恭通，梅尾和則，鬼丸孝博，高畠敏郎

University of Johannesburg(南アフリカ)

约翰内斯堡大学（南非）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Crossover from Kondo semiconductor to metallic antiferromagnet with 5d-electron doping in CeFe2Al10

从近藤半导体到 CeFe2Al10 中 5d 电子掺杂的金属反铁磁体的交叉

DOI：
10.1103/physrevb.104.144405
发表时间：
2021
期刊：
Phys. Rev. B
影响因子：
0
作者：
R. Tripathi;D. T. Adroja;M. R. Lees;A. Sundaresan;S. Langridge;A. Bhattacharyya;V. K. Anand;D.D. Khalyavin;J. Sannigrahi;G. Cibin;A. D. Hiller;R. I. Smith;H. C. Walker;Y. Muro;T. Takabatake
通讯作者：
T. Takabatake

High-field magnetization and magnetoresistance of the honeycomb Kondo lattice compound Ce(Pt1-xPdx)6Al3

蜂窝状近藤晶格化合物Ce(Pt1-xPdx)6Al3的高场磁化强度和磁阻