Electronic structure of CeRhIn5 and CeIrIn5 (original) (raw)

2006, Materials Science-poland

AI-generated Abstract

M a t e r i a l s S c i e n c e -P o l a n d , V o l . 2 4 , N o . 3 , 2 0 0 R e c e n t l y , m u c h a t t e n t i o n h a v e a t t r a c t e d s t u d i e s o f t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n m a g n e t i s m a n d s u p e r c o n d u c t i v i t y i n H F c o m p o u n d s . I n t h e s e m a t e r i a l s , e v o l u t i o n o f g r o u n d s t a t e s a s a f u n c t i o n o f p r e s s u r e o r c h e m i c a l e n v i r o n m e n t f r e q u e n t l y i s d i s c u s s e d i n t e r m s o f D o n i a c h ' s m o d e l . T h i s m o d e l c o n s i d e r s a s u b t l e c o m p e t i t i o n b e t w e e n t h e l o c a l o n -s i t e e x c h a n g e i n t e r a c t i o n ( K o n d o e f f e c t ) c o m p e n s a t i n g t h e l o c a l m a g n e t i c m o m e n t , a n d t h e l o n g -r a n g e m a g n e t i c i n t e r a c t i o n , w h i c h c a n l e a d t o m a g n e t i c o r d e r t h r o u g h t h e R u d e r m a n -K i t t e l -K a s u y a -Y o s h i d a ( R K K Y ) m e c h a n i s m . I n f e w c l a s s e s o f H F c o m p o u n d s , t h e S C n e a r t h e b o u n d a r y b e t w e e n t h e m a g n e t i c a n d n o n m a g n e t i c r e g i o n c a n b e e x t o r t e d e i t h e r b y p r e s s u r e o r h i b i t s a t r a n s i t i o n t o t h e s u p e r c o n d u c t i n g s t a t e w i t h T C ≈ 2 . 2 K a t t h e p r e s s u r e 2 . 5 k b a r . A l l o f t h o s e c o m p o u n d s a r e f o u n d t o b e l o c a t e d n e a r t h e q u a n t u m c r i t i c a l p o i n t ( Q C P ) i n t h e D o n i a c h p h a s e d i a g r a m a n d a r e v e r y i n t e n s i v e l y i n v e s t i g a t e d . H o w e v e r , t h e i r u n c o n v e n t i o n a l g r o u n d s t a t e s a r e s t i l l s o m e w h a t c o n t r o v e r s i a l . T o u n d e r s t a n d t h e g r o u n d s t a t e p r o p e r t i e s , w e c a l c u l a t e d e l e c t r o n i c s t r u c t u r e o f C e R h I X P S d a t a . T h e a g r e e m e n t b e t w e e n t h e c a l c u l a t e d a n d m e a s u r e d X P S v a l e n c e b a n d s p e c t r a i s g o o d . T h e s p e c t r a r e v e a l t h a t t h e v a l e n c e b a n d s o f C e R h I n 5 a n d C e I r I n 5 h a v e a m a j o r p e a k m a i n l y d u e t o t h e d s t a t e s o f R h o r I r l o c a t e d n e a r t h e F e r m i l e v e l . T h e s e c o n d p e a k c e n t r e d a t a b o u t 5 e V i s m a i n l y d u e t o t h e I n s t a t e s . T h e C e 4 f s t a t e s F P -L A P W c a l c u l a t i o n s a s w e l l a s t h e F P -L M T O [ 2 1 ] i n d i c a t e t h a t C e i s n e a r l y t r i v a l e n t i n C e R h I n 5 a n d i n C e I r I n 5 , w h i c h i s i n c o n t r a d i c t i o n t o t h e r e s u l t s o b t a i n e d f r o m t h e C e 3 d X P S s p e c t r a . T h e h y b r i d i z a t i o n e n e r g y Δ i s c a . 8 9 m e V f o r C e R h I n 5 , w h i l e f o r C e I r I n 5 Δ i s s l i g h t l y h i g h e r ( 9 2 m e V ) w h i c h c o u l d b e e x p l a i n e d b y t h e f o l l o w i n T a b l e 3 . T h e p f a n d d f h y b r i d i z a t i o n p a r a m e t e r f o r C e -I n 1 ( 0 . 5 , 0 . 5 , 0 ) , C e -I n 2 ( 0 , 0 . 5 , 0 . 3 1 0 3 ( 6 ) ) a n d C e -M i n t e r a c t i o n s , c a l c u l a t e d b y F P -L M T O m e t h o d a n d t h e t o t a l f p ( V p f ) a n d f d ( V d f ) h y b r i d i z a t i o n e n e r g i e s e s t i m a t e d b y K u m a r e t a l . [ 2 4 ] u s i n g p a r a m e t e r s f r o m t h e t i g h t b i n d i n g a p p r o x i m a t i o n o f H a r r i s o n , s u m m i n g t h e v a l u e s o v e r a l l n e a r e s t n e i g h b o u r 5 a n d C e I r I n 5 a r e c l o s e d t o t h e b o r d e r w h i c h s e p a r a t e s t h e l o c a l i z e d a n d d e l o c a l i z e d.