Аномалии эффекта Холла в окрестности квантовой критической точки в CeCu₆-xAux

• Опубліковано в: : Физика низких температур
• Дата: 2009
• Автори: Случанко, Н.Е., Случанко, Д.Н., Глушков, В.В., Демишев, С.В., Кузнецов, А.В., Самарин, Н.А., Бурханов, Г.С., Чистяков, О.Д.
• Формат: Стаття
• Мова: Російська
• Опубліковано: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2009
• Теми: Электронные свойства проводящих систем
• Онлайн доступ: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/117256
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Аномалии эффекта Холла в окрестности квантовой критической точки в CeCu₆-xAux / Н.Е. Случанко, Д.Н. Случанко, В.В. Глушков, С.В. Демишев, А.В. Кузнецов, Н.А. Самарин, Г.С. Бурханов, О.Д. Чистяков // Физика низких температур. — 2009. — Т. 35, № 7. — С. 694-709. — Бібліогр.: 61 назв. — рос.

Представлены результаты прецизионных измерений эффекта Холла и сопротивления твердых растворов замещения СеСи₆-xАux для составов 0 ≤ x ≤ 0,3, отвечающих широкой окрестности квантовой критической точки (ККТ) x = 0,1. Измерения выполнены методом вращения образца в постоянном магнитном поле до 70 кЭ в интервале температур 1,8-300 К. Для классического соединения с тяжелыми фермионами CeCu₆ обнаружена сложная активационная зависимость коэффициента Холла RH(T) с энергиями активации Eα1/kβ ≈ 110 К и Eα2/kβ ≈ 1,5 К в интервалах температур 50-300 и 3-10 К соответственно. Показано, что аномальное поведение эффекта Холла может быть объяснено в рамках спин-поляронного подхода, который позволяет сопоставить значениям Eα₁,₂ энергию связи многочастичных состояний и выполнить оценки эффективной массы (meff₁,₂ ≈ 130-150 m0) и радиуса локализации (α*p₁,₂ ≈ 1,7 и 14 Å) носителей заряда в CeCu₆ . Для соединения CeCu₅, 9Au₀,₁, отвечающего ККТ, обнаружено скоррелированное степенное поведение температурной зависимости коэффициента Холла RH(T)~T⁻⁰,⁴ и магнитной восприимчивости c(T) ~ T⁻⁰,⁴, характеризующее режим квантового критического поведения. Для соединений в непосредственной окрестности ККТ обнаружен аномальный четный вклад RH2 угловые зависимости холловского напряжения, проявляющийся при температурах ниже T* ~ 24 К и усиливающийся с ростом магнитного поля. Обсуждаются различные сценарии прохождения квантовой критической точки и их применимость для описания аномалий в эффекте Холла в твердых растворах замещения CeCu₆-xAux. Представлено результати прецизійних вимірювань ефекту Холла й опору твердих розчинів заміщення СеСи₆-xАux для складів 0 ≤ x ≤ 0,3, що відповідають широкій області поблизу квантової критичної точки (ККТ) x = 0,1. Вимірювання виконано методом обертання зразка в постійному магнітному полі до 70 кЕ в інтервалі температур 1,8–300 К. Для класичної сполуки з важкими ферміонами
 CeCu₆ виявлена складна активаційна залежність коефіцієнта Холла RH(T) з енергіями активації
 Eα1/kβ ≈ 110 К та Eα2/kβ ≈ 1,5 К в інтервалах температур 50–300 та 3–10 К відповідно. Показано, що аномальне поводження ефекту Холла може бути пояснено в рамках спін-поляронного підходу, що дозволяє
 зіставити значенням Eα₁,₂ енергію зв’язку багаточасткових станів та виконати оцінки ефективної маси
 (meff₁,₂ ≈ 130-150 m0) і радіуса локалізації (α*p₁,₂ ≈ 1,7 и 14 Å) носіїв заряду в CeCu₆. Для сполуки
 CeCu₅, 9Au₀,₁, що відповідає ККТ, виявлено скорельовану степеневу поведінку температурної залежності коефіцієнта Холла RH(T) ~T⁻⁰,⁴ і магнітної сприйнятливості c(T) ~ T⁻⁰,⁴, яка характеризує режим квантової критичної поведінки. Для сполук поблизу ККТ виявлено аномальний парний внесок
 RH2 у кутові залежності холлівської напруги, що проявляється при температурах нижче T* ~ 24 К і
 підсилюється з ростом магнітного поля. Обговорюються різні сценарії проходження квантової критичної точки і їхня застосовність для опису аномалій в ефекті Холла у твердих розчинах заміщення CeCu₆-xAux. The precision measurements data on Hall effect
 and resistivity of substitutional solid solutions
 СеСи₆-xАux (0 ≤ x ≤ 0.3) placed in a wide vicinity
 of quantum critical point (QCP) x = 0.1 are presented.
 The measurements were carried out using
 the sample rotation technique in magnetic field up
 to 70 kOe at temperatures 1.8–300 K. A complicated
 activation type dependence of Hall coefficient
 RH(T) was observed for archetypal heavy fermion
 compound CeCu₆ with activation energy values
 Eα1/kβ ≈ 110 К and Eα2/kβ ≈ 1,5 К in the temperature
 ranges 50–300 K and 3–10 K, respectively. It
 is shown that the charge transport anomalies can be
 explained in the spin-polaron approach, which allows
 one to treat the Eα₁,₂ parameters as the binding
 energies of many-body states and to estimate
 the effective masses (meff₁,₂ ≈ 130-150 m0) and localization
 radius (α*p₁,₂ ≈ 1,7 и 14 Å) in CeCu₆ . It is
 found that the CeCu₅, 9Au₀,₁ displays a correlation
 between the exponent in the temperature dependence
 of Hall effect RH(T) ~T⁻⁰,⁴ and the magnetic
 susceptibility power low index c(T) ~ T⁻⁰,⁴, which
 is typical îf the regime of quantum critical behavior.
 An anomalous even contribution RH2 appearing
 at temperatures below T* ~ 24 K and increasing
 with magnetic field was detected in the angular
 dependences of Hall effect in the vicinity of QCP.
 Different scenarios of QCP passage are discussed
 from the point of view of their application to interpretation
 of the Hall effect anomalies observed in
 the CeCu₆-xAux solid solutions.