強相関電子系における新しい量子臨界現象

强相关电子系统中的新量子临界现象

基本信息

批准号：
11F01021
负责人：
中辻知
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01021/
关键词：
量子臨界現象重い電子系ホール効果 YbA1B4 価数揺らぎ Yb化合物

项目摘要

我々は0'Farrell氏と共同で重い電子系新物質β-YbAIB4に実現する非従来型の量子相転移に着目し、その発現機構の理解を目指した量子輸送現象の解明を本研究の目的としてきた。そこで、β-YbAB_4のホール効果を測定したところ、T=40Kで明瞭な最小値を示すことを明らかにした。その温度は電気抵抗に観測された近藤コヒーレンスが発達し始める温度(7=250K)とは異なる。つまり40Kと250Kという二つのコヒーレンス温度が存在することを示唆する。広い温度領域における詳細な磁場依存性の解析の結果、この挙動は伝導電子とf電子の強い異方的な混成効果からくると考えられる二つの要素を仮定したモデルで理解できる。より低温領域(10K以下)で、ρ_<xy>に強い温度依存性が現れることを明らかにした。β-YbAB_4は量子臨界点近傍に位置することから、それによるスピンと電荷の揺らぎからくる散乱効果がこの強い温度依存性をもたらしていると考えられる。自由エネルギーのスケーリングからこの物質では量子臨界現象が発達する磁場・温度領域が定義されているが、その量子臨界領域においてp_<xy>が172に従う挙動を観測した。この温度依存性や磁場依存性はキャリア密度のみに基づいた正常ホール効果の範疇を超え、新しい機構を強く示唆する。β-YbAIB_4と類似構造を有し、その基底状態がフェルミ液体であるα-YbAB_4に対して磁場中での電気抵抗測定を行った。過去の磁化測定からα-YbAB_4は約3Tで磁化過程M(H)に異常が現れることが知られているが、今回、3.3T以上で明瞭な量子振動が発達することを見出した。これは3.3Tを境に、別の何らかの変化に伴い、フェルミ面がわずかに再構成されることを示唆する。加えて、様々な磁場中での電気抵抗の温度依存性を測定したところ、その磁場でのみフェルミ液体性が抑えられることを明らかにした。これは磁気秩序を伴わないことから、磁気揺らぎによらない全く新しい磁場誘起の量子臨界現象であることがわかってきた。

我们与0'Farrell先生合作，重点研究了新型重电子材料β-YbAIB4中实现的非常规量子相变，这项研究的目的是阐明量子输运现象，以了解其表现形式机制来了。因此，我们测量了β-YbAB_4的霍尔效应，发现它在T=40K时表现出明显的最小值。该温度不同于在电阻中观察到的近藤相干性开始发展的温度（7=250K）。这表明存在两个相干温度：40K 和 250K。通过对宽温度范围内的磁场依赖性进行详细分析，可以使用一个模型来理解这种行为，该模型假设了两个因素，这两个因素被认为来自传导电子和 f 电子的强各向异性杂化效应。我们发现 ρ_<xy> 在较低温度（低于 10K）下表现出很强的温度依赖性。由于 β-YbAB_4 位于量子临界点附近，因此认为自旋和电荷波动引起的散射效应是造成这种强烈温度依赖性的原因。该材料中出现量子临界现象的磁场/温度区域是根据自由能标度定义的，我们观察到在此量子临界区域中 p_<xy> 遵循 172 的行为。这种温度依赖性和磁场依赖性超出了仅基于载流子密度的正常霍尔效应，强烈暗示了一种新机制。我们在磁场中对α-YbAB_4进行了电阻测量，α-YbAB_4具有与β-YbAIB_4相似的结构，其基态是费米液体。从过去的磁化测量中得知，α-YbAB_4的磁化过程M(H)在3T左右出现异常，但这次我们发现在3.3T以上出现了明显的量子振荡。这表明费米面在 3.3T 之后由于一些其他变化而稍微重新配置。此外，通过测量各种磁场中电阻的温度依赖性，我们发现费米液体特性仅在这些磁场中受到抑制。由于这种现象不伴随着磁序，因此人们发现它是一种全新的、不是由磁涨落引起的磁场诱发的量子临界现象。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

α-YbAlB4のメタ磁性と電子輸送特性

α-YbAlB4 的亚磁性和电子传输特性

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
洪辰杓;松本洋介;E. C. T. 0' Farrell;久我健太郎;中
通讯作者：
中

A magnetic field driven Fermi surface reconstruction in the heavy fermion α-YbAlB4

重费米子 α-YbAlB4 中磁场驱动的费米面重建

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
Zhang;A.C.;Itoh;S.;Yurimoto;H.;Sun;Q.;Wang;R.C.;E.O'Farrell;Ri Ma;E.O'Farrell;Hironobu Fukuzaawa;E.O'Farrell
通讯作者：
E.O'Farrell

Novel metallic states at low temperature

低温下的新型金属态

DOI：
10.1063/1.3549163
发表时间：
2011
期刊：
Low Temp.Phys.
影响因子：
0
作者：
S.E.Rowley;R.P.Smith;N.Marcano;M.P.M.Dean;A.Kusmartseva;L.J.Spalek;E.C.T.O' Farrell;D.A.Tompsett;M.L.Sutherland;P.L.Alireza;C.Ko;C.Liu;E.Pugh;S.S.Saxena;G.G.Lonzarich.J.
通讯作者：
G.G.Lonzarich.J.

Kondo Effects and Multipole Orders in the cage compounds RTr2A120 (R=Pr and Sra, Tr = Ti, V, Cr)

笼型化合物 RTr2A120 中的近藤效应和多极级数（R=Pr 和 Sra，Tr = Ti、V、Cr）