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.
  1. Р.М. Рыхаль, О.С. Заречнюк, Я.П. Ярмолюк. Докл. АН УССР А, 3, 265 (1977)
  2. S.K. Dhar, B. Rama, S. Ramakrishnan. Phys. Rev. B52, 6, 4284 (1995)
  3. М.Д. Котерлин, Б.С. Морохивский, Ю.Н. Гринь, О.М. Сичевич. Докл. АН УССР А, 11, 70 (1988)
  4. В.В. Немошкаленко, В.Х. Касияненко, Л.И. Николаев, П.В. Гель, М.Д. Котерлин, Металлофизика 11, 5, 127 (1989)
  5. 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
  6. D. Cornut, B. Coqblin. Phys. Rev. B5, 11,4541 (1972)
  7. Y. Lassailly, A.K. Bhattacharjee, B. Coqblin. Phys. Rev. B31, 11, 7424 (1985)
  8. 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.