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成果介紹

重費米子金屬是觀測由電子相互作用驅(qū)動的涌現(xiàn)量子相的原型系統(tǒng)。長期以來的愿望是減少這些材料的尺寸以控制它們的量子相，這仍然是一個重大的挑戰(zhàn)，因為傳統(tǒng)的金屬間重費米子化合物具有三維原子和電子結(jié)構(gòu)。

有鑒于此，近日，美國哥倫比亞大學(xué)Xavier Roy、Abhay N. Pasupathy、Andrew J. Millis、Michael E. Ziebel和德國馬克斯·普朗克物質(zhì)結(jié)構(gòu)與動力學(xué)研究所Angel Rubio（共同通訊作者）等合作報道了CeSiI中反鐵磁有序重費米子基態(tài)的綜合熱力學(xué)和光譜證據(jù)，CeSiI是一種通過弱層間范德華(vdW)相互作用由2D金屬片組成的金屬間化合物。由于其vdW性質(zhì)，CeSiI具有準(zhǔn)2D電子結(jié)構(gòu)，可以通過剝離來控制其物理尺寸。在費米能級附近角分辨光發(fā)射和掃描隧穿光譜的溫度演化以及熱容測量支持了f電子和傳導(dǎo)電子在低溫下相干雜化的出現(xiàn)。在幾層薄片上的電輸運測量揭示了重費米子的行為和直至超薄狀態(tài)的磁秩序。本文的工作建立了CeSiI和相關(guān)材料作為研究塊材晶體中尺寸受限的重費米子的獨特平臺，并利用2D器件制造技術(shù)和vdW異質(zhì)結(jié)來操控近藤屏蔽、磁序和鄰近效應(yīng)之間的相互作用。

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圖文導(dǎo)讀

圖1. CeSiI的晶體結(jié)構(gòu)、剝離和重費米子行為。

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圖2. ARPES中的近藤雜化。

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圖3. 塊材CeSiI的AFM基態(tài)和變磁躍遷。

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圖4. 塊材CeSiI的二維電子結(jié)構(gòu)。

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圖5. 超薄區(qū)中的重費米子態(tài)和電輸運。

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文獻信息

Two-dimensional heavy fermions in the van der Waals metal CeSiI

（Nature, 2024, DOI:10.1038/s41586-023-06868-x）

文獻鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06868-x