Frustration effect and Kitaev interaction in honeycomb Kondo lattice compounds

蜂窝状近藤晶格化合物中的挫败效应和Kitaev相互作用

• 批准号: 21K03473
• 负责人: 高畠 敏郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03473/
• 关键词: 強相関電子系; 磁気フラストレーション; 低温高圧実験; 量子臨界現象; キタエフモデル; ハニカム格子; 希土類化合物

Ceイオンがハニカム格子を組むCePt6Al3は重い電子的挙動を示し，そのPtを同族元素のPdで5%置換すると反強磁性転移が発現することを我々は先に見出した。本研究では，この系における磁気的フラストレーションの役割を明らかにすることを目的とした。CePt6Al3に5d正孔/電子をドープするために，周期表でPtの左右に位置するIr/Auで置換し，4f正孔をドープするために，CeをLaで部分置換した試料を作製した。Ir/Au置換によって近藤温度は上下したが，固溶限まで置換しても磁気転移は現れなかった。この結果はPd置換による磁気秩序は，近藤効果の抑制ではなく， Ceハニカム格子の磁気フラストレーションが弱められた為であることを意味している。常圧で磁気臨界点近傍に位置すると期待されたPd(x=0.024)の単結晶について，分担者の梅尾は，比熱測定で比熱係数C/Tの低温での発散傾向を確かめ，ハニカム面に垂直方向に一軸圧を印加して交流比熱を測定する準備を進めた。研究協力者の北川はCe(Pt1-xPdx)6Al3のAl核の核磁気共鳴実験を行い，スピン緩和率の温度依存性がx=0での重い電子系の挙動からx>0.1では反強磁性秩序の挙動に変化することを見出した。研究協力者のD.T. Adrojaはx=0.2, 0.3の中性子回折実験を行ったが，磁気秩序に対応するBragg回折ピークは観測されなかったため，秩序モーメントが小さいと考察した。スピンS = 7/2をもつGdがハニカム格子を組むGdPt6Al3の単結晶を育成し，その磁性を調べた。Tm = 7.4 K以下での反強磁性的秩序状態での磁化は，磁場をハニカム面内に印加したとき，小さな自発磁化を示した。これは，スピンが，ジャロシンスキー・守谷(DM)相互作用によってわずかに傾いたためであると解釈した。結晶が反転対称を有するにも拘わらず，DM相互作用がはたらく原因は，面内で隣接する二つのGdイオンの中点で反転対称が無く，２回回転軸を有するためであると考察した。

Ce イ オ ン が ハ ニ カ ム grid を group む CePt6Al3 は い electronics 挙 move を し, そ の Pt を kin element の 5% Pd で す replacement る と move against strong magnetic planning が 発 now す る こ と を I 々 は に show the first し た. This study で は, こ の is に お け る magnetic 気 フ ラ ス ト レ ー シ ョ ン の "を cut Ming ら か に す る こ と を purpose と し た. CePt6Al3 に 5 d is hole/electronic を ド ー プ す る た め に, periodic table で す about Pt の に position る Ir/Au で replacement し, 4 f is hole を ド ー プ す る た め に, Ce を La で part replacement し た sample を cropping し た. Ir/Au displacement によって Kondo temperature above and below たが たが, solid solution limit まで displacement <s:1> て <s:1> magnetic flux 転 displacement to れな れな った った. こ の results は Pd displacement に よ る magnetic は 気 order, kondo unseen fruit の inhibit で は な く, Ce ハ ニ カ ム の magnetic grid 気 フ ラ ス ト レ ー シ ョ ン が weak め ら れ た for で あ る こ と を mean し て い る. Often 圧 で magnetic 気 point position nearly alongside に す る と expect さ れ た Pd (x = 0.024) の 単 crystallization に つ い て, sharers の mei tail は, determination of specific heat で の low temperature specific heat coefficient C/T で の 発 spread tendency を か indeed め, ハ ニ カ ム surface に vertical に one axis 圧 を Inca し て exchange determination of specific heat を す る prepare を into め た. Study together の beichuan は Ce (Pt1 - xPdx) 6 al3 の Al nuclear の nuclear magnetic 気 resonance be 験 を い, ス ピ ン alleviation rate の temperature dependency が x = 0 で の heavy い an electronics の 挙 dynamic か ら x > 0.1 で は against strong magnetic order の 挙 dynamic に variations change す る こ と を shows し た. Study together is の D.T. Adroja は x = 0.2, 0.3 の temper inflexion be 験 を line っ た が, magnetic 気 order に 応 seaborne す る Bragg inflexion ピ ー ク は 観 measuring さ れ な か っ た た め, order モ ー メ ン ト が small さ い と investigation し た. ス ピ ン S = 7/2 を も つ Gd が ハ ニ カ ム grid を group む GdPt6Al3 の 単 crystallization を し bred, そ の magnetic を adjustable べ た. Below Tm = 7.4 K で の order against strong magnetic state で の は magnetization, magnetic field を ハ ニ カ ム in-plane に Inca し た と き, small さ な since 発 magnetization を shown し た. こ れ は, ス ピ ン が, ジ ャ ロ シ ン ス キ ー, keep the valley (DM) interaction に よ っ て わ ず か に pour い た た め で あ る と solution 釈 し た. Crystallization が inverse planning polices say を have す る に も detained わ ら ず, DM interaction が は た ら は く reasons, in-plane で 隣 meet す る two つ の Gd イ オ ン の midpoint で inverse planning が reported no く, seaborne 2 and を planning shaft す る た め で あ る と investigation し た.

项目成果

High-field magnetization and magnetoresistance of the honeycomb Kondo lattice alloys Ce(Pt1-xPdx)6Al3

蜂窝状近藤晶格合金Ce(Pt1-xPdx)6Al3的高场磁化强度和磁阻

• DOI: 10.1088/1742-6596/2164/1/012033
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Physics: Conference Series
• 作者: R. Oishi;A. Miyake;M. Tokunaga;Y. Shimura;K. Umeo;T. Onimaru;T. Takabatake
• 通讯作者: T. Takabatake

University of Johannesburg(南アフリカ)

约翰内斯堡大学（南非）

ハニカム格子化合物GdPt6Al3の傾角反強磁性秩序

蜂窝晶格化合物 GdPt6Al3 中的倾斜反铁磁序

• 发表时间: 2022
• 作者: 渡辺竜也;渡辺忠孝;Tetsuya Yamamoto;大石遼平，志村恭通，梅尾和則，鬼丸孝博，高畠敏郎
• 通讯作者: 大石遼平，志村恭通，梅尾和則，鬼丸孝博，高畠敏郎

High-field magnetization and magnetoresistance of the honeycomb Kondo lattice compound Ce(Pt1-xPdx)6Al3

蜂窝状近藤晶格化合物Ce(Pt1-xPdx)6Al3的高场磁化强度和磁阻

• 发表时间: 2021
• 作者: R. Oishi;A. Miyake;M. Tokunaga;Y. Shimura;K. Umeo;T. Onimaru;T. Takabatake
• 通讯作者: T. Takabatake

Crossover from Kondo semiconductor to metallic antiferromagnet with 5d-electron doping in CeFe2Al10

从近藤半导体到 CeFe2Al10 中 5d 电子掺杂的金属反铁磁体的交叉

• DOI: 10.1103/physrevb.104.144405
• 发表时间: 2021
• 期刊: Phys. Rev. B
• 作者: R. Tripathi;D. T. Adroja;M. R. Lees;A. Sundaresan;S. Langridge;A. Bhattacharyya;V. K. Anand;D.D. Khalyavin;J. Sannigrahi;G. Cibin;A. D. Hiller;R. I. Smith;H. C. Walker;Y. Muro;T. Takabatake
• 通讯作者: T. Takabatake