Издателям
Вышедшие номера
Особенности магнитных свойств CeCoAl4
Котерлин М.Д.1, Морохивский Б.С.1, Кутянский Р.Р.1, Бабич Н.Г.1, Захаренко Н.И.1
1Львовский государственный университет, Львов, Украина
Поступила в редакцию: 23 августа 1996 г.
Выставление онлайн: 17 февраля 1997 г.

При изучении природы основного состояния концентрированных Кондо-систем соединение CeCoAl4 вызывает интерес в связи с возможностью наблюдения эффектов конкуренции кондовского и магнитного взаимодействий в почти двумерной подрешетке ионов Ce. В соединении CeCoAl4 (орторомбическая структура типа LaCoAl4, пространственная группа Pmma [1]) подрешетка Ce представляет собой квадратные двумерные сетки, хорошо экранированные друг от друга элементами Co и Al (кратчайшее расстояние между ионами Ce в сетке ~ 4 Angstrem, расстояние между сетками ~ 7 Angstrem). Согласно данным [2-4], Ce в CeCoAl4 находится в трехвалентном состоянии, обладает эффективным локализованным магнитным моментом (ЛММ) mueff=2.5mu B и вносит существенный вклад в магнитную составляющую электросопротивления. Особенности поведения температурной зависимости электросопротивления в области магнитного упорядочения при T=13 K позволили утверждать [2], что в CeCoAl4 наблюдается частичная диэлектризация спектра, индуцированная несоразмерным антиферромагнитным порядком в подрешетке Ce. При этом проявления чисто кондовских эффектов не обнаружено. Однако проведенные ранее измерения термоэдс CeCoAl4 [3] указывают на наличие характерных положительных кондовских вкладов. С целью выяснения природы основного состояния подрешетки Ce в настоящей работе приведены результаты измерений удельного электросопротивления rho, магнитосопротивления Deltarho(B)/rho(0) и магнитной восприимчивости chi поликристаллических образцов соединения CeCoAl4 и его аналога с La. Подготовка образцов и методика измерений аналогичны описанным в [5]. [!b] Температурные зависимости удельного электросопротивления rho CeCoAl4 ( 1) и LaCoAl4 ( 2). На вставке приведена магнитная составляющая удельного электросопротивления rhom CeCoAl4. На рис. 1 приведены результаты измерений температурных зависимостей rho(T) CeCoAl4 и его аналога с La. Общий характер поведения и максимум в области TN (Trhomax=12 K) хорошо соврадают с приведенными в [2], за исключением абсолютных значений rho. Остаточное сопротивление в нашем случае меньше примерно на 80 muOmega·cm для CeCoAl4 и на 50 muOmega·cm для LaCoAl4. Общее поведение rho(T) для LaCoAl4 качественно соответствует закону Блоха--Грюнайзена. В случае CeCoAl4 в парамагнитной области температур (T>15 K) на зависимости rho(T) наблюдается положительная кривизна. Магнитная составляющая электросопротивления rhom, найденная вычитанием rho аналога LaCoAl4, обнаруживает дополнительно высокотемпературный максимум при T~= 100 K и линейную область спада rhom при T>100 K в логарифмической шкале температур (вставка на рис. 1). Это обстоятельство отчетливо указывает на наличие характерного кондовского рассеяния носителей заряда на расщепленных в кристаллическом поле 4f-подуровнях Ce [6]. Несколько необычным является резкий спад rhom в области T<100 K, что указывает на отсутствие заметного кондовского рассеяния носителей заряда на основном дублете магнитного иона Ce3+. Такое поведение rhom коррелирует с уменьшением положительных значений термоэдс S при T<100 K с последующей инверсией знака при T~= 15 K [3]. Измерения магнитной восприимчивости chi в интервале температур 4.2-300 K для LaCoAl4 показывают слабую температурную зависимость, соответствующую паулиевскому парамагнетику с chi=chi0+AT (chi0=3.4· 10-7 cm3·g-1, A=-2.2· 10-10 cm3·g-1K-1) при T>100 K, содержащему парамагнитную примесь ~ 0.2 at.% в расчете на магнитный момент свободного иона Ce3+ (mueff=2.54mu B). [!t] [width=]454-2.eps Температурная зависимость магнитной восприимчивости chi CeCoAl4. На вставке приведена низкотемпературная часть chi. [!t] [scale=1.1]454-3.eps Зависимости поперечного магнитосопротивления Deltarho(B)/rho(0) от магнитного поля при T=4.2 K. Для CeCoAl4 зависимость chi(T) соответствует закону Кюри-Вейсса в области температур T>50 K с ЛММ mueff=2.49mu B и парамагнитной температурой Кюри ThetaP=-16 K (рис. 2). В области температур 15<T<50 K можно выделить линейный участок chi-1(T) с mueff~= 2.2mu B и ThetaP=-4 K, который следует связывать с проявлением основного дублета 4f-уровня Ce. При T~= 12 K наблюдается антиферромагнитный переход с выходом chi на насыщение при T<10 K. Максимумы chi(T) и rho(T) в области магнитного перехода хорошо совпадают. При этом заметного роста rho в области подавления спинового беспорядка (T<TN) не наблюдается, что позволяет считать утверждение о диэлектризации энергетического спектра в CeCoAl4 [2] не вполне обоснованным. Результаты измерений поперечного магнитосопротивления Deltarho(B)/rho(0) в полях до 8 T при температуре 4.2 K приведены на рис. 3. Отрицательный знак и квадратичная зависимость магнитосопротивления в полях B>1.5 T являются отличительной чертой кондовских решеток с некогерентным режимом спиновых флуктуаций [7]. Аномально резкий спад манитосопротивления в полях B<0.3 T можно связывать, по-видимому, с особенностями намагничивания образца при T<TN. Таким образом, из приведенных исследований можно заключить, что CeCoAl4 следует рассматривать как магнитную Кондо-решетку с заметно подавленным кондовским взаимодействием основного дублета 4f-уровня с электронами проводимости. В рамках модели "Кондо-боковых полос" [8] это указывает на формирование основного дублета преимущественно из квантовых состояний, не допускающих образования резонансного пика плотности состояний при T-> 0 точно на уровне Ферми.
  • Р.М. Рыхаль, О.С. Заречнюк, Я.П. Ярмолюк. Докл. АН УССР А, 3, 265 (1977)
  • S.K. Dhar, B. Rama, S. Ramakrishnan. Phys. Rev. B52, 6, 4284 (1995)
  • М.Д. Котерлин, Б.С. Морохивский, Ю.Н. Гринь, О.М. Сичевич. Докл. АН УССР А, 11, 70 (1988)
  • В.В. Немошкаленко, В.Х. Касияненко, Л.И. Николаев, П.В. Гель, М.Д. Котерлин, Металлофизика 11, 5, 127 (1989)
  • М.Д. Котерлин, О.И. Бабич, Р.В. Луцив, В.В. Немошкаленко, Л.И. Николаев, А.В. Ющенко. Препринт ИМФ N 11. Киев (1986). 24 с
  • D. Cornut, B. Coqblin. Phys. Rev. B5, 11,4541 (1972)
  • Y. Lassailly, A.K. Bhattacharjee, B. Coqblin. Phys. Rev. B31, 11, 7424 (1985)
  • F.E. Maranzana. Phys. Rev. Lett. 25, 4, 239 (1970)
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.