Ex) Article Title, Author, Keywords
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New Phys.: Sae Mulli 2022; 72: 495-503
Published online July 31, 2022 https://doi.org/10.3938/NPSM.72.495
Copyright © New Physics: Sae Mulli.
En-Jin Cho1*, Byung-Hee Choi2, Jai-Kwan Jung2, Jeong-Ho Kim2, Se-Jung Oh2, Takayuki Muro3, Shigemasa Suga4, Young-Seong Kwon5
1Department of Physics, Chonnam National University, Gwangju 61186, Korea
2Department of Physics, Seoul National University, Seoul 08826, Korea
3Japan Synchrotron Radiation Research Institute, Sayogun, Hyogo 679-5198, Japan
4Department of Material Physics, Osaka University, Osaka 560-8531, Japan
5Department of Emerging Materials Science, DGIST, Daegu 42988, Korea
Correspondence to:*E-mail: ejcho@chonnam.ac.kr
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The 4
Keywords: 3
3
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Ce-질소족(pnictogen) 화합물인 CeAs와 CeSb은 다양한 물성들을 갖기 때문에, 여러 가지 실험 방법을 사용해서 많은 연구가 진행되고 있다[1-4]. CeAs와 CeSb 화합물들의 결정구조는 간단한 NaCl 형태이며[1], Ce 원자의 가전자
낮은 온도에서 Ce-질소족 화합물들은 반강자성으로 전이된다[1,7]. 음이온인 질소족 원자가 무거워지면서 Ce-질소족 화합물의 반강자성 전이온도는 더 크게 된다[1,7]. 예를 들면 CeAs 화합물의 반강자성 상전이 온도는 7.5 K이고, CeSb 화합물에서 반강자성 전이온도는 16.1 K이다[1,7]. 반강자성의 CeSb 화합물이 약 2 K에서 다른 형태의 반강자성으로 전이되고 약 1 K에서 또 다른 형태의 반강자성으로 전이되기 때문에 여러 가지 교환상호작용이 존재한다고 생각할 수 있다[1]. 그리고 다른 Ce-질소족 화합물들도 다양한 형태의 반강자성 상태가 나타난다[1]. 교환상호작용과 Ce-질소족 화합물들의 다양한 자기적인 성질의 연관성을 찾기 위해서 많은 연구가 진행되고 있다[1-6].
실험에서 측정된 Ce-질소족 화합물들이 도체라는 것을 설명하기 위해서, 에너지띠 계산으로 Ce 원자의
각분해 광전자분광 실험으로 파수벡터에 의존하는 에너지띠를 측정할 수 있다. CeAs와 CeSb 화합물에 대해서, 각분해 광전자분광 실험으로 측정된 페르미 준위 근처의 가전자와 전도전자 띠들은 에너지띠 계산 결과로 적절하게 설명된다[8-10]. 그러나 100 eV보다 작은 광자 에너지에서 Ce 원자의
CeAs와 CeSb 화합물에서 반강자성을 설명하기 위해서 카수야(Kasuya)는 Ce
광전자분광 실험으로 측정된 Ce-질소족 화합물들의 페르미 에너지 근처 스펙트럼에서 Ce
(1) 광전자 :
(2) 오제전자:
이 방법으로 CeAs와 CeSb 화합물들의 Ce
1980년대 초반에
Ce-질소족 화합물에서 에너지띠 계산으로 구한 약 2.0 eV의
122 eV 광자에너지를 사용하여 측정된 페르미 에너지 근처의
99.9% 순도인 Ce 분말 덩어리와 99.99% 순도인 As와 Sb 분말 덩어리를 ㈜ 희귀금속(Rare Metallic) 회사로부터 구입했다. CeAs와 CeSb 화합물을 만들기 위해서 Ce과 질소족 원자의 몰 비율을 1:1로 만들고 텅스텐 도가니 안에 Ce, As와 Sb 분말 덩어리를 단단히 가둔다. 고주파 유도장치를 사용해서 CeAs와 CeSb 화합물의 녹는 온도보다 100 °C 높은 온도에서 CeAs와 CeSb 화합물을 만든다. 텅스텐 도가니 안에서 충분히 반응이 일어나도록 높은 온도에서 3 - 4 시간 동안 놓아둔다. CeAs와 CeSb 시료들을 만든 후, x-선 회절 실험으로 화합물의 결정구조를 조사했다.
CeAs와 CeSb 화합물의 Ce
CeAs와 CeSb 화합물의 Ce
여기서
콘도 공명이 나타나는 금속간 Ce 화합물들의 Ce
Table 1
temperature, and
(eV) | (meV) | (K) | ( | (eV) | (meV) | (eV) | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CeAs | 0.58 | 25.4 | 1.0 | 14 | 110 | 0.65 | 23.0 | 2.85 | 0.70 | 0.57 |
CeSb | 0.60 | 46.3 | 0.97 | 59 | 18.8 | 0.70 | 35.9 | 2.75 | 0.75 | 0.60 |
Figure 3과 Fig. 4에서 콘도 관련
CeAs와 CeSb 화합물들에서 표면 Ce 원자들이 주로 기여하는 약 2.8 eV 봉오리 근처의
Figure 3의 CeAs와 Fig. 4의 CeSb 화합물들을 이론적으로 분석하면서 얻은 결과에 의하면, 덩어리에 대한 표면 Ce
또
CeAs 화합물에서 전도전자 수는
CeAs와 CeSb 화합물들이 가웃금속이기 때문에 초과-교환상호작용(
콘도 관련
양의 값을 갖는 RKKY 교환상호작용