近藤効果とフラストレーションが共存するハニカム格子系における量子相転移の研究

近藤效应与挫败共存的蜂窝晶格体系量子相变研究

• 批准号: 22KJ2336
• 负责人: 大石 遼平
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2336/
• 关键词: 強相関電子系; 量子臨界現象; フラストレーション; 低温高圧実験; ハニカム磁性体

CePt6Al3のPtを同族元素のPdで僅か5%置換すると反強磁性(AFM)秩序が発生することを先に報告した。このAFM秩序は，近藤効果または磁気的フラストレーションの抑制によると予想される。本研究では，CePt6Al3の近藤効果と磁気的フラストレーションの役割を調べることを目的とした。CePt6Al3の近藤効果を独立に抑制/増強するために，Ptを周期表で右と左に位置するAu/Irで置換し，5d電子/正孔ドープを行った。電子/正孔によって近藤温度が低下/上昇したが，固溶限まで磁気秩序は現れなかった。従って，キャリアドープをしないPd置換によるAFM秩序の発生は，近藤効果ではなくフラストレーションの抑制によることを示唆する。量子臨界近傍に位置すると予想されたCe(Pt1-xPdx)6Al3 (x = 0.024)の単結晶試料を作製し，低温の比熱/温度がx = 0よりも増大し磁気秩序しないことを確かめた。同型構造の希土類ハニカム化合物RPt6Al3 (R = Pr-Tb)の磁性を調べるために，R = Gdの単結晶試料を作製した。磁化の測定から，GdPt6Al3が0.1μB/Gdの小さな自発磁化を有する反強磁性秩序を示すことを見出した。この自発磁化の要因は，ジャロンスキー・守谷相互作用によって，反強磁性的に配列したスピンが傾くためであると考察した。

我们之前报道过，当 CePt6Al3 中只有 5% 的 Pt 被同系元素 Pd 取代时，就会出现反铁磁 (AFM) 有序化。该 AFM 指令预计是由于近藤效应或磁挫败抑制所致。本研究的目的是研究近藤效应和磁挫败在 CePt6Al3 中的作用。为了独立抑制/增强CePt6Al3中的近藤效应，将Pt替换为位于元素周期表左右两侧的Au/Ir，并进行5d电子/空穴掺杂。尽管近藤温度由于电子/空穴而降低/升高，但直到固溶度极限才出现磁序。因此，有人认为，在没有载流子掺杂的情况下，通过 Pd 替代来产生 AFM 级数是由于抑制挫败而不是近藤效应。我们制造了 Ce(Pt1-xPdx)6Al3 (x = 0.024) 的单晶样品，预计该样品位于量子临界点附近，并证实低温比热/温度增加到 x = 0 以上，并且存在无磁序。为了研究具有相同结构的稀土蜂窝状化合物RPt6Al3（R=Pr-Tb）的磁性，制备了R=Gd的单晶样品。通过磁化测量，我们发现 GdPt6Al3 表现出反铁磁有序，自发磁化强度较小，为 0.1 μB/Gd。这种自发磁化的原因被认为是由于 Jaronski-Moriya 相互作用而导致的反铁磁排列的自旋的倾斜。

项目成果

Tuning the Kondo Effect in the Honeycomb Heavy-fermion Compound CePt6Al3 by Electron and Hole Doping

• DOI: 10.7566/jpscp.38.011087
• 发表时间: 2023-05
• 期刊: Proceedings of the 29th International Conference on Low Temperature Physics (LT29)
• 作者: R. Oishi;K. Umeo;T. Onimaru;T. Takabatake