Temat 1: Stany metaliczne w izolatorze Kondo CeOs4As12

tel.: +48 71 395 4 265, e-mail:

Opis

Izolatorami Kondo określa się bardzo intrygującą, przy czym nieliczną grupę materiałów 4f elektronowych, takich jak SmB₆, SmS, YbB₁₂, Ce₃Bi₄Pt₃ czy FeSi (układ d elektronowy), których półprzewodnikowy stan podstawowy jest wynikiem silnych oddziaływań między elektronami przewodnictwa a gęstą siecią zlokalizowanych momentów magnetycznych (efekt Kondo). W wyraźnym odróżnieniu od pasmowych półprzewodników, silne korelacje elektronowe prowadzą do zmiany struktury elektronowej w niskich temperaturach. Ponadto, w przypadkach takich jak SmB₆, oprócz wąskiej przerwy energetycznej notuje się obecność stanów metalicznych, które skutkują m.in. wysyceniem oporu właściwego ρ(T) w granicy T = 0. Szereg wyników eksperymentalnych wskazuje na powierzchowny charakter stanów metalicznych w izolatorze Kondo SmB6, a obliczenia teoretyczne sugerują ich topologiczne (nietrywialnie) pochodzenie [1,2]. Silne korelacje elektronowe są przyczyną półprzewodnikowych własności wypełnionego skutterudytu CeOs₄As₁₂ [3]. Co więcej, dla monokryształów CeOs₄As₁₂ również zaobserwowano nasycenie ρ(T) w zakresie ultra-niskich temperatur, przy czym ta właściwość nie zależy od badanej próbki [4]. W ramach pracy magisterskiej planuje się zbadanie stanów metalicznych w izolatorze Kondo CeOs₄As₁₂, którego monokryształy otrzymywane są w INTiBS PAN we Wrocławiu.

Cel i zakres pracy

Celem jest zweryfikowanie hipotezy o nietrywialnych własnościach topologicznych monokryształów CeOs₄As₁₂, poprzez badanie wpływu efektów rozmiarowych na opór elektryczny w ultra-niskich temperaturach do 7mK i w polach magnetycznych do 16 T.Wyniki dotychczasowych eksperymentów pozwalają sądzić, że izolator Kondo CeOs₄As₁₂ posiada duży potencjał badawczy jako silnie skorelowany układ elektronowy o nowych stanach emergentnych w pobliżu zera absolutnego.

Literatura

[1] D. J. Kim, J. Xia, and Z. Fisk Nature Materials 13 (2014) 446. [2] M. Dzero, K. Sun, V. Galitski, and P. Coleman Phys. Rev. Lett. 104 (2010) 106408. [3] R. E. Baumbach, P.-C.Ho , T. A. Sayles, M. B. Maple, R. Wawryk, T. Cichorek, A. Pietraszko, and Z. Henkie Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105 (2008) 075110. [4] T. Cichorek, L. Bochenek, R. Wawryk, and Z. Henkie Phys. Status Solidi B 250 (2013) 646.

Zadania do wykonania

- Pomiar oporu elektrycznego CeOs₄As₁₂ z wykorzystaniem próbek o różnych rozmiarach geometrycznych. - Obsługa 3He-4He chłodziarki rozcieńczalnikowej. - Analiza uzyskanych wyników w oparciu owybrane modele teoretyczne.

Następna