YFe2Ge2中的平带和重费米子态

日期： 2024-10-17

浏览次数: 270

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

三重动态网络整合了稳健力学、快速自愈和通过镧系配位实现可调发光

2026 - 09 - 03

点击次数: 46

来源：X-MOL共价可适应网络因其在可持续材料设计中的潜力而备受关注，但它们常常难以平衡机械稳健性与高效的自愈能力，或缺乏集成的光功能性。本文介绍通过三能级动态网络策略构建的鑭系配位超分子聚合物（Ln-Bpy-HTIP）。羟基端聚丁二烯（HTPB）软段的链间相互作用和纠缠结构作为基本承载层（I 级），聚氨酯氢键作为能量耗散和可重构层（II 级），镧系-双吡啶配位键则作为动态交联层（III 级）和发...

一系列新镧系 2,2′-双吡啶-4,4′-二羧酸镧酸，具有游离吡啶位点

2026 - 09 - 02

点击次数: 65

来源：X-MOL一系列新的鑭系物 2,2′-双吡啶-4,4′-二羧酸盐 [Ln2（phen）2（bpdc）3（H2O）2]n {Ln= Sm （1）， Eu （2）， Gd （3）， Tb （4）， Dy （5）， Ho （6）， Er （7）， Tm （8）;phen = 1,10-苯舧啶;H2bpdc = 2,2′-双吡啶-4,4′-二羧酸}，通过π共轭苯作为色团进行热液合成并结构表征。1∼8...

镧系钛簇家族的新成员：Janus纳米簇及其在光学成像和光动力疗法中的应用

2026 - 09 - 02

点击次数: 67

来源：X-MOL本研究发现了一种新型低对称性镧系钛簇（Ln4Ti14），其簇核具有Janus分布。Ln4Ti14纳米簇通过逐步组装形成，并被致密的配体保护层包裹，从而确保其在溶液中的稳定性。通过改变Ln(III)离子，可以轻松控制能量转移路径，从而实现高分辨率生物光学成像和光动力疗法（PDT）之间的切换。具体而言，Eu4Ti14具有高效的天线效应，能够发出明亮的Eu(III)特征发射，并可用于活细...

功能化铈氧化物纳米颗粒的生物学应用

2026 - 09 - 01

点击次数: 84

来源：X-MOL纳米技术的快速扩展和进步为多种疾病的诊断和治疗带来了潜在应用。近年来，由于铈氧化纳米颗粒（CeO2 NPs）具有独特的物理和化学特性，如高抗氧化活性、酶类模拟活性和良好的生物相容性，已被广泛研究和应用于生物系统。本综述总结了功能化 CeO2 NP 在抗癌活性、抗感染、抗炎、抗氧化活性、伤口愈合、神经保护及影像应用领域的最新研究进展。研究探讨了其作用机制及潜在的临床应用前景，以及关于...