Spin dynamics in Kondo lattices at low temperatures and frequencies

低温和频率下近藤晶格中的自旋动力学

基本信息

项目摘要

Kondo lattices (lattices of local magnetic moments that interact with conduction electrons) are model systems for strong electronic correlations in solids. In principle, the dynamics of local spins can be studied with electron spin resonance (ESR). But for the case of Kondo lattices at low temperatures, one expects that the local moments are shielded by conduction electrons, thus preventing ESR. Surprisingly, the heavy-fermion material YbRh2Si2 exhibits pronounced ESR at low temperatures. This ESR is interpreted as a resonance of the metallic heavy fermions, but it is clearly impacted by the local moments of the underlying Kondo lattice. A deeper understanding of this ESR, taking into account the quantum-critical nature of YbRh2Si2, will enhance our general knowledge concerning the spin dynamics of Kondo lattices.We want to perform low-temperature ESR measurements to study the quantum-critical spin dynamics of YbRh2Si2. This is the first ever direct experimental access to the spin dynamics of a Kondo lattice close to a quantum-critical point. YbRh2Si2 is an established model material of quantum criticality, and here the relevant regime for our experiments is temperatures below 100 mK and magnetic fields smaller than the quantum-critical field of 70 mT. We employ superconducting planar resonators at frequencies between 1 GHz and 15 GHz, implemented in a dilution refrigerator (for temperatures down to approx. 30 mK). Our novel experimental techniques open up a previously unaccessible parameter regime for ESR and they are of interest for low-energy studies of spin dynamics that go far beyond our sample material YbRh2Si2.Understanding ESR at very low temperatures in general requires new theoretical approaches, as does our particular case of YbRh2Si2 close to a quantum critical point. Here, we will address the existing models for ESR in Kondo lattices, but we will also study the relation between the relevant energy scales of ESR (line width) and other experiments (e.g. specific heat). Combining new experimental ESR regimes and theoretical approaches will lead us to a deeper insight of quantum criticality of heavy-fermion systems.
近藤晶格(与传导电子相互作用的局部磁矩的晶格)是固体中强电子关联的模型系统。原则上,局域自旋的动力学可以用电子自旋共振(ESR)来研究。但是对于低温下的近藤晶格,人们认为局部磁矩被传导电子屏蔽,从而阻止了ESR。令人惊讶的是,重费米子材料YbRh2Si2在低温下表现出明显的ESR。这种ESR被解释为金属重费米子的共振,但它显然受到底层近藤晶格的局部矩的影响。考虑到YbRh2Si2的量子临界性质,对这种ESR的更深入的理解将增强我们对近藤晶格自旋动力学的一般知识。我们想进行低温ESR测量来研究YbRh2Si2的量子临界自旋动力学。这是第一次直接实验接近量子临界点的近藤晶格的自旋动力学。YbRh2Si2是一种已建立的量子临界模型材料,在这里,我们实验的相关范围是温度低于100 mK,磁场小于70 mT的量子临界场。我们采用超导平面谐振器,频率在1 GHz和15 GHz之间,在稀释冰箱中实现(温度低至约100 ℃)。30 mK)。我们新的实验技术开辟了一个以前无法访问的参数制度的ESR和他们的兴趣的低能量自旋动力学的研究,远远超出了我们的样品材料YbRh2Si2.Understanding ESR在非常低的温度一般需要新的理论方法,因为我们的特殊情况下YbRh2Si2接近量子临界点。在这里,我们将讨论近藤晶格中ESR的现有模型,但我们也将研究ESR的相关能量尺度(线宽)和其他实验(例如比热)之间的关系。结合新的实验ESR制度和理论方法将导致我们更深入地了解重费米子系统的量子临界性。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Metallic coplanar resonators optimized for low-temperature measurements
针对低温测量优化的金属共面谐振器
  • DOI:
    10.1088/0022-3727/49/39/395501
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Mojtaba Javaheri Rahim;Thomas Lehleiter;Daniel Bothner;Cornelius Krellner;Dieter Koelle;Reinhold Kleiner;Martin Dressel;Marc Scheffler
  • 通讯作者:
    Marc Scheffler
Cryogenic frequency-domain electron spin resonance spectrometer based on coplanar waveguides and field modulation.
基于共面波导和场调制的低温频域电子自旋共振谱仪
  • DOI:
    10.1063/1.5141461
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Björn Miksch;Martin Dressel;Marc Scheffler
  • 通讯作者:
    Marc Scheffler
Observing electron spin resonance between 0.1 and 67 GHz at temperatures between 50 mK and 300 K using broadband metallic coplanar waveguides
使用宽带金属共面波导在 50 mK 至 300 K 温度下观察 0 1 至 67 GHz 之间的电子自旋共振
  • DOI:
    10.1063/1.4921231
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Yvonne Wiemann;Julian Simmendinger;Conrad Clauss;Lapo Bogani;Daniel Bothner;Dieter Koelle;Reinhold Kleiner;Martin Dressel;Marc Scheffler
  • 通讯作者:
    Marc Scheffler
On-Chip ESR Measurements of DPPH at mK Temperatures
mK 温度下 DPPH 的片上 ESR 测量
  • DOI:
    10.1016/j.phpro.2015.12.063
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Wolfgang Voesch;Markus Thiemann;Daniel Bothner;Martin Dressel;Marc Scheffler
  • 通讯作者:
    Marc Scheffler
Angle-dependent electron spin resonance of YbRh2Si2 measured with planar microwave resonators and in-situ rotation
使用平面微波谐振器和原位旋转测量 YbRh2Si2 的角度相关电子自旋共振
  • DOI:
    10.1016/j.physb.2017.10.046
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Linda Bondorf;Manfred Beutel;Markus Thiemann;Martin Dressel;Daniel Bothner;Jörg Sichelschmidt;Kristin Kliemt;Cornelius Krellner;Marc Scheffler
  • 通讯作者:
    Marc Scheffler
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Dr. Marc Scheffler其他文献

Dr. Marc Scheffler的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Dr. Marc Scheffler', 18)}}的其他基金

Probing the enigmatic Fermi surface of SmB6 by low-energy electrodynamics
用低能电动力学探测 SmB6 的神秘费米面
  • 批准号:
    419885010
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Ladungsträgerdynamik schwerer Fermionen an Quantenphasenübergängen
量子相变重费米子的载流子动力学
  • 批准号:
    190719994
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

发展基因编码的荧光探针揭示趋化因子CXCL10的时空动态及其调控机制
  • 批准号:
    32371150
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
β-arrestin2- MFN2-Mitochondrial Dynamics轴调控星形胶质细胞功能对抑郁症进程的影响及机制研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
钱江潮汐影响下越江盾构开挖面动态泥膜形成机理及压力控制技术研究
  • 批准号:
    LY21E080004
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
磁性薄膜和磁性纳米结构中的自旋动力学研究
  • 批准号:
    11174131
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
星系结构基本单元星团的研究
  • 批准号:
    11043006
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
星系恒星与气体的动力学演化
  • 批准号:
    11073025
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
在我们的门前发掘化石——利用中国即将开展的巡天来研究银河系的演化
  • 批准号:
    11043005
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
物体运动对流场扰动的数学模型研究
  • 批准号:
    51072241
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
弦场论及Tachyon动力学
  • 批准号:
    10705008
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    15.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
微分遍历理论和廖山涛的一些方法的应用
  • 批准号:
    10671006
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

CAREER: Bridging Sea Ice Dynamics from Floe to Basin Scales
职业:弥合从浮冰到盆地尺度的海冰动力学
  • 批准号:
    2338233
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Nonlinear Dynamics of Exciton-Polarons in Two-Dimensional Metal Halides Probed by Quantum-Optical Methods
职业:通过量子光学方法探测二维金属卤化物中激子极化子的非线性动力学
  • 批准号:
    2338663
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: BoCP-Implementation: Alpine plants as a model system for biodiversity dynamics in a warming world: Integrating genetic, functional, and community approaches
合作研究:BoCP-实施:高山植物作为变暖世界中生物多样性动态的模型系统:整合遗传、功能和社区方法
  • 批准号:
    2326020
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: BoCP-Implementation: Alpine plants as a model system for biodiversity dynamics in a warming world: Integrating genetic, functional, and community approaches
合作研究:BoCP-实施:高山植物作为变暖世界中生物多样性动态的模型系统:整合遗传、功能和社区方法
  • 批准号:
    2326021
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
RII Track-4: NSF: Developing 3D Models of Live-Endothelial Cell Dynamics with Application Appropriate Validation
RII Track-4:NSF:开发活内皮细胞动力学的 3D 模型并进行适当的应用验证
  • 批准号:
    2327466
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
RII Track-4:NSF: Physics-Informed Machine Learning with Organ-on-a-Chip Data for an In-Depth Understanding of Disease Progression and Drug Delivery Dynamics
RII Track-4:NSF:利用器官芯片数据进行物理信息机器学习,深入了解疾病进展和药物输送动力学
  • 批准号:
    2327473
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: First-principles Predictive Understanding of Chemical Order in Complex Concentrated Alloys: Structures, Dynamics, and Defect Characteristics
职业:复杂浓缩合金中化学顺序的第一原理预测性理解:结构、动力学和缺陷特征
  • 批准号:
    2415119
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Conference: Supplementary funding for the BIRS-CMO workshop Optimal Transport and Dynamics (24s5198)
会议:BIRS-CMO 研讨会最佳运输和动力学的补充资金 (24s5198)
  • 批准号:
    2401019
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF Postdoctoral Fellowship in Biology: Understanding the role of dietary toxins in shaping microbial community dynamics in the gut
NSF 生物学博士后奖学金:了解膳食毒素在塑造肠道微生物群落动态中的作用
  • 批准号:
    2305735
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Fellowship Award
Collaborative Research: Understanding and Manipulating Magnetism and Spin Dynamics in Intercalated van der Waals Magnets
合作研究:理解和操纵插层范德华磁体中的磁性和自旋动力学
  • 批准号:
    2327826
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了