YFe2Ge2中的平带和重费米子态

日期： 2024-10-17

浏览次数: 161

来源：中国科学院物理研究所

电子平带由于其显著增强的电子关联，在新奇量子态和低能激发的产生方面有着巨大潜力。因此，近年来具有平带特性的材料备受关注，相关研究主要集中在几何阻挫晶格体系，如魔角石墨烯和Kagome材料等。在非几何阻挫材料中，电子平带的出现则体现出了更多的可能性。基于d电子材料的多轨道特性及其轨道选择性，大家期望在d电子系统中探索平带及其相关的重费米子态行为。例如，铁基超导体由于Fe 3d电子同时具有巡游和局域特征，以及Hund耦合促进的轨道选择电子关联，使其成为研究d电子系统中多种新兴量子现象的独特平台。YFe2Ge2由于具有与铁基超导体KFe2As2相似的非常规超导和异常重费米子态行为，同样受到大家的关注。尽管Hund和Kondo相关机制都被认为是YFe2Ge2中异常重费米子态的可能解释，但目前尚未有明确的定论。

最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心超导国家重点实验室SC3组的许兵特聘研究员、邱祥冈研究员与瑞士Fribourg大学的Christian Bernhard教授课题组、北京师范大学殷志平教授课题组、复旦大学赵俊教授课题组合作，采用红外光谱实验研究发现YFe2Ge2表现出类似于f电子系统的重费米子特征，包括Drude响应的非相干到相干过渡行为、有效质量增强以及杂化能隙的形成等。结合动力学平均场理论计算，进一步发现YFe2Ge2的重费米子行为不同于传统f电子系统的Kondo机制，甚至也不同于KFe2As2中Hund耦合驱动的轨道选择电子关联机制，而是由费米能处Fe 3dxz/yz轨道贡献的电子平带驱动。这一平带的起源是Fe-Fe直接和Fe-Ge-Fe间接跳跃通道之间的相消效应，导致动能阻挫，再加上Y电子参与的能带杂化以及电子关联效应三者共同作用的结果。

该研究澄清了YFe2Ge2中的平带和异常重费米子性质的起源，提出的新机制既不同于传统f电子系统的Kondo机制，也不同于KFe2As2中Hund耦合驱动的轨道选择电子关联机制，可以为其他相关d电子重费米子材料的研究提供新的视角和策略。

本工作受到了国家自然科学基金委、科技部重点研发计划项目和中国科学院的资助。相关研究结果以“Unraveling the origin of Kondo-like behavior in the 3d-electron heavy-fermion compound YFe2Ge2”为题发表在近期的美国国家科学院院刊上【PNAS 121, e2401430121 (2024)】。文章链接：

https://www.doi.org/10.1073/pnas.2401430121

上一篇：材料与能源学院朱静教授发光材料应用技术研究团队在激活型荧光材料研究中取得进展下一篇：全球最大的稀土原料生产基地在我市投入运行

Hot News / 相关推荐

镧系摻杂在 CoMn2O4 空心立方体内诱导表面晶格氧活化，以增强氮氧化物的减少

2026 - 04 - 17

点击次数: 16

来源：X-MOL本文介绍了一种镧系系辅助策略，以解决有效提升 CoMn2O4 空心方块 NOx 还原性能的持续挑战。通过共沉淀法合成了四种稀土元素（镧（La）、钆（Pr）、锕（Sm）、钕（Nd））修饰的 CoMn2O4。其中，Pr 合作的 CoMn2O4 表现出显著的 T80 降低，比未改造的对应物低约 100°C。此外，Pr0.1Co0.9Mn2O4 在实验条件下表现出优异的稳定性和良...

镧系三掺杂工程在双波段激发下向上转换发射，实现高分辨率成像

2026 - 04 - 17

点击次数: 16

来源：X-MOL掺杂镧系上转换纳米颗粒（UCNPs）因其光稳定性窄带发射，已成为引人注目的光学探针。双波段激发为定制上变频发射提供了一种强大的方法，因为它有选择性地针对特定的 4f 跃迁。然而，由于竞争性双波长协同激发，实现上变频发射耗竭（即通过辅助辐照抑制发射）仍然具有挑战性。本文介绍了一种镧系三掺醇策略，利用再激发驱动的排放耗尽（REED）过程克服这一局限。在 REED 中，额外的激光会重新激...

协会走访两家科研院所

2026 - 04 - 16

点击次数: 38

2026年4月15日，市稀土协会走访了中科院上海光学精密机械研究所和中科院上海硅酸盐研究所，重点了解稀土相关科研领域的最新成果，收集两家研究院就推进稀土产业发展提出的政策建议。交流过程中，协会详细了解了两家研究院在稀土激光玻璃、晶体、陶瓷等领域的最新研发进展，以及去年出台的稀土相关政策对科研机构带来的影响。随后，协会就加强稀土全产业链监管工作作了宣讲，并针对协会今年的相关活动，包括会员大会、工博会...

协会走访两家科研院所

2026 - 04 - 16

点击次数: 32