重费米子化合物CeCo 2 Ga 8 及相关材料的单晶生长和物性研究
发布时间：2021-03-30 00:07
重费米子物理是强关联物理里面一个重要的分支。重费米子材料体系里的能量尺度多且复杂,如Kondo效应、RKKY相互作用、晶体场作用、库伦相互作用等,但不同材料里的能量尺度往往不一样,因此各个相互作用之间的微妙竞争和平衡催生出一系列奇异的物理行为,如Kondo效应、重费米子超导、量子临界行为等。而这种平衡一般可以通过外界因素,如磁场、压力、化学掺杂等手段加以调控,从而增强某个效应来加以简化研究重费米子的复杂本质问题。因此,合成制备有效掺杂的重费米子材料,以及生长出高质量单晶,尤其是基于已知重费米子材料发现新型重费米子化合物,对问题研究至关重要。目前重费米子体系的研究趋于饱和,不但受限于强关联理论的复杂,而且受限于新材料的发现。本文主要利用简单成熟的助熔剂法合成了单晶CeCo2Ga8及其相关的重费米子化合物,并利用物性测量系统对其进行了系统的物性表征,主要内容如下:首先我们利用助熔剂法成功合成了CeCo2Ga8单晶,通过粉末XRD和单晶解析证明了和很早之前报道的多晶的结构是一致的,属于正交晶系。根据晶体学...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院物理研究所)北京市
【文章页数】：102 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Kmetko-Smith相图，显示了在d电子过渡金属化合物和f电子稀土金属化合物中，电子局域性强弱排列分布的趋势
局域磁矩的主要特征是库仑相互作用消除了高频电荷涨落，留下了简并自旋态的低能量多重态。在稀土和锕系材料中，自旋-轨道耦合（L-S 耦合）占据主导，自旋角动量和轨道角动量往往会耦合成一个总的角动量： = 。以 Ce3+为例，Ce3+离子只包含一个未配对的 4f 电子在 4f1态上，此时它的轨道角动量 L = 3，自旋角动量 S = 1/2。L-S 耦合使其产生一个低能多重态，总角动量为 J = 3-1/2 = 5/2，包含了 2J+1 = 6 重轨道简并 | 。根据 L-S 耦合机制，可以计算得到自由 Ce3+离子的有效磁矩 = 。 = = √ ( ) 图 1.2 微量磁性杂质掺杂系统和相应的电阻随温度的依赖关系。Figure 1.2 The magnetic impurity doping system and the temperature dependence ofresistivity.
磁性离子的 2J+1 重简并态往往会发生劈裂，如果离子中有个电子，Kramers 定理保证最低能级至少有一个两重简并态，参考图 1.3。磁矩的一个重要特征就是磁化率在高温区符合居里-外斯行为，{ ≈ ( ) = ( )中 ni是磁矩的浓度，M 是总角动量 J 对应的磁矩， 是外斯温度，能粗反映自旋之间相互作用的强度。 1.3 （a）在孤立状态下，原子的局域态在连续体下形成稳定的、强烈的激发。（晶体中，2j + 1 重的简并态分裂成多重态，通常形成一个低能的 Kramers 双重态。图引起参考文献[3]。Figure 1.3 (a) In isolation, the localized states of an atom form a stable, sharp excitation lyibelow the continuum. (b) In a crystal, the 2j + 1 fold degenerate state splits into multipletstypically forming a low-lying Kramers doublet. The figure is quoted from Ref. 3.
本文编号：3108455
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院物理研究所)北京市
【文章页数】：102 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Kmetko-Smith相图，显示了在d电子过渡金属化合物和f电子稀土金属化合物中，电子局域性强弱排列分布的趋势
局域磁矩的主要特征是库仑相互作用消除了高频电荷涨落，留下了简并自旋态的低能量多重态。在稀土和锕系材料中，自旋-轨道耦合（L-S 耦合）占据主导，自旋角动量和轨道角动量往往会耦合成一个总的角动量： = 。以 Ce3+为例，Ce3+离子只包含一个未配对的 4f 电子在 4f1态上，此时它的轨道角动量 L = 3，自旋角动量 S = 1/2。L-S 耦合使其产生一个低能多重态，总角动量为 J = 3-1/2 = 5/2，包含了 2J+1 = 6 重轨道简并 | 。根据 L-S 耦合机制，可以计算得到自由 Ce3+离子的有效磁矩 = 。 = = √ ( ) 图 1.2 微量磁性杂质掺杂系统和相应的电阻随温度的依赖关系。Figure 1.2 The magnetic impurity doping system and the temperature dependence ofresistivity.
磁性离子的 2J+1 重简并态往往会发生劈裂，如果离子中有个电子，Kramers 定理保证最低能级至少有一个两重简并态，参考图 1.3。磁矩的一个重要特征就是磁化率在高温区符合居里-外斯行为，{ ≈ ( ) = ( )中 ni是磁矩的浓度，M 是总角动量 J 对应的磁矩， 是外斯温度，能粗反映自旋之间相互作用的强度。 1.3 （a）在孤立状态下，原子的局域态在连续体下形成稳定的、强烈的激发。（晶体中，2j + 1 重的简并态分裂成多重态，通常形成一个低能的 Kramers 双重态。图引起参考文献[3]。Figure 1.3 (a) In isolation, the localized states of an atom form a stable, sharp excitation lyibelow the continuum. (b) In a crystal, the 2j + 1 fold degenerate state splits into multipletstypically forming a low-lying Kramers doublet. The figure is quoted from Ref. 3.
本文编号：3108455
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