重費(fèi)米子化合物CeCo 2 Ga 8 及相關(guān)材料的單晶生長(zhǎng)和物性研究
發(fā)布時(shí)間：2021-03-30 00:07
重費(fèi)米子物理是強(qiáng)關(guān)聯(lián)物理里面一個(gè)重要的分支。重費(fèi)米子材料體系里的能量尺度多且復(fù)雜,如Kondo效應(yīng)、RKKY相互作用、晶體場(chǎng)作用、庫(kù)倫相互作用等,但不同材料里的能量尺度往往不一樣,因此各個(gè)相互作用之間的微妙競(jìng)爭(zhēng)和平衡催生出一系列奇異的物理行為,如Kondo效應(yīng)、重費(fèi)米子超導(dǎo)、量子臨界行為等。而這種平衡一般可以通過(guò)外界因素,如磁場(chǎng)、壓力、化學(xué)摻雜等手段加以調(diào)控,從而增強(qiáng)某個(gè)效應(yīng)來(lái)加以簡(jiǎn)化研究重費(fèi)米子的復(fù)雜本質(zhì)問(wèn)題。因此,合成制備有效摻雜的重費(fèi)米子材料,以及生長(zhǎng)出高質(zhì)量單晶,尤其是基于已知重費(fèi)米子材料發(fā)現(xiàn)新型重費(fèi)米子化合物,對(duì)問(wèn)題研究至關(guān)重要。目前重費(fèi)米子體系的研究趨于飽和,不但受限于強(qiáng)關(guān)聯(lián)理論的復(fù)雜,而且受限于新材料的發(fā)現(xiàn)。本文主要利用簡(jiǎn)單成熟的助熔劑法合成了單晶CeCo2Ga8及其相關(guān)的重費(fèi)米子化合物,并利用物性測(cè)量系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)的物性表征,主要內(nèi)容如下:首先我們利用助熔劑法成功合成了CeCo2Ga8單晶,通過(guò)粉末XRD和單晶解析證明了和很早之前報(bào)道的多晶的結(jié)構(gòu)是一致的,屬于正交晶系。根據(jù)晶體學(xué)...
【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所)北京市
【文章頁(yè)數(shù)】：102 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
Kmetko-Smith相圖，顯示了在d電子過(guò)渡金屬化合物和f電子稀土金屬化合物中，電子局域性強(qiáng)弱排列分布的趨勢(shì)
局域磁矩的主要特征是庫(kù)侖相互作用消除了高頻電荷漲落，留下了簡(jiǎn)并自旋態(tài)的低能量多重態(tài)。在稀土和錒系材料中，自旋-軌道耦合（L-S 耦合）占據(jù)主導(dǎo)，自旋角動(dòng)量和軌道角動(dòng)量往往會(huì)耦合成一個(gè)總的角動(dòng)量： = 。以 Ce3+為例，Ce3+離子只包含一個(gè)未配對(duì)的 4f 電子在 4f1態(tài)上，此時(shí)它的軌道角動(dòng)量 L = 3，自旋角動(dòng)量 S = 1/2。L-S 耦合使其產(chǎn)生一個(gè)低能多重態(tài)，總角動(dòng)量為 J = 3-1/2 = 5/2，包含了 2J+1 = 6 重軌道簡(jiǎn)并 | 。根據(jù) L-S 耦合機(jī)制，可以計(jì)算得到自由 Ce3+離子的有效磁矩 = 。 = = √ ( ) 圖 1.2 微量磁性雜質(zhì)摻雜系統(tǒng)和相應(yīng)的電阻隨溫度的依賴關(guān)系。Figure 1.2 The magnetic impurity doping system and the temperature dependence ofresistivity.
磁性離子的 2J+1 重簡(jiǎn)并態(tài)往往會(huì)發(fā)生劈裂，如果離子中有個(gè)電子，Kramers 定理保證最低能級(jí)至少有一個(gè)兩重簡(jiǎn)并態(tài)，參考圖 1.3。磁矩的一個(gè)重要特征就是磁化率在高溫區(qū)符合居里-外斯行為，{ ≈ ( ) = ( )中 ni是磁矩的濃度，M 是總角動(dòng)量 J 對(duì)應(yīng)的磁矩， 是外斯溫度，能粗反映自旋之間相互作用的強(qiáng)度。 1.3 （a）在孤立狀態(tài)下，原子的局域態(tài)在連續(xù)體下形成穩(wěn)定的、強(qiáng)烈的激發(fā)。（晶體中，2j + 1 重的簡(jiǎn)并態(tài)分裂成多重態(tài)，通常形成一個(gè)低能的 Kramers 雙重態(tài)。圖引起參考文獻(xiàn)[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.
本文編號(hào)：3108455
【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所)北京市
【文章頁(yè)數(shù)】：102 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
Kmetko-Smith相圖，顯示了在d電子過(guò)渡金屬化合物和f電子稀土金屬化合物中，電子局域性強(qiáng)弱排列分布的趨勢(shì)
局域磁矩的主要特征是庫(kù)侖相互作用消除了高頻電荷漲落，留下了簡(jiǎn)并自旋態(tài)的低能量多重態(tài)。在稀土和錒系材料中，自旋-軌道耦合（L-S 耦合）占據(jù)主導(dǎo)，自旋角動(dòng)量和軌道角動(dòng)量往往會(huì)耦合成一個(gè)總的角動(dòng)量： = 。以 Ce3+為例，Ce3+離子只包含一個(gè)未配對(duì)的 4f 電子在 4f1態(tài)上，此時(shí)它的軌道角動(dòng)量 L = 3，自旋角動(dòng)量 S = 1/2。L-S 耦合使其產(chǎn)生一個(gè)低能多重態(tài)，總角動(dòng)量為 J = 3-1/2 = 5/2，包含了 2J+1 = 6 重軌道簡(jiǎn)并 | 。根據(jù) L-S 耦合機(jī)制，可以計(jì)算得到自由 Ce3+離子的有效磁矩 = 。 = = √ ( ) 圖 1.2 微量磁性雜質(zhì)摻雜系統(tǒng)和相應(yīng)的電阻隨溫度的依賴關(guān)系。Figure 1.2 The magnetic impurity doping system and the temperature dependence ofresistivity.
磁性離子的 2J+1 重簡(jiǎn)并態(tài)往往會(huì)發(fā)生劈裂，如果離子中有個(gè)電子，Kramers 定理保證最低能級(jí)至少有一個(gè)兩重簡(jiǎn)并態(tài)，參考圖 1.3。磁矩的一個(gè)重要特征就是磁化率在高溫區(qū)符合居里-外斯行為，{ ≈ ( ) = ( )中 ni是磁矩的濃度，M 是總角動(dòng)量 J 對(duì)應(yīng)的磁矩， 是外斯溫度，能粗反映自旋之間相互作用的強(qiáng)度。 1.3 （a）在孤立狀態(tài)下，原子的局域態(tài)在連續(xù)體下形成穩(wěn)定的、強(qiáng)烈的激發(fā)。（晶體中，2j + 1 重的簡(jiǎn)并態(tài)分裂成多重態(tài)，通常形成一個(gè)低能的 Kramers 雙重態(tài)。圖引起參考文獻(xiàn)[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.
本文編號(hào)：3108455
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