Magnetic Response of Conduction Electrons in Nonmagnetic YB6, LaB6, and YbB6 Hexaborides with Electronic and Structural Instabilities

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A detailed investigation of contributions to the magnetization of nonmagnetic YB6, LaB6, and YbB6 hexaboride single crystals has been performed, and a procedure for their separation has been proposed. It has been shown that a low value of electronic susceptibility χe(T) in YB6 and LaB6 hexaborides seems to be associated with a small effective mass of band carriers, m* ~ 0.5m0. As a result of this, the Pauli component and Landau diamagnetism cancel each other. It has been found that χe(T) varies in the intervals T < T* (T* ~ 50  K) and T > 150 K, which are attributed to an order–disorder transition below T* and a carriers-related contribution due to the Jahn–Teller structural instability of the boron frame work.

About the authors

N. E. Sluchanko

Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences

Email: nes@lt.gpi.ru
Moscow, 119991 Russia

A. V. Kuznetsov

National Research Nuclear University (MEPhI)

Email: mes@lt.gpi.ru
Moscow, 115409 Russia

A. N. Azarevich

Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences

Email: mes@lt.gpi.ru
Moscow, 119991 Russia

A. V. Bogach

Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences

Email: mes@lt.gpi.ru
Moscow, 119991 Russia

N. Yu. Shitsevalova

Frantsevich Institute for Materials Science Problems, National Academy of Sciences of Ukraine

Email: mes@lt.gpi.ru
Kiev, 03142 Ukraine

S. E. Polovets

Frantsevich Institute for Materials Science Problems, National Academy of Sciences of Ukraine

Email: mes@lt.gpi.ru
Kiev, 03142 Ukraine

V. B. Filipov

Frantsevich Institute for Materials Science Problems, National Academy of Sciences of Ukraine

Email: mes@lt.gpi.ru
Kiev, 03142 Ukraine

A. Yu. Tsvetkov

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: mes@lt.gpi.ru
Moscow, 119991 Russia

S. Yu. Gavrilkin

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: mes@lt.gpi.ru
Moscow, 119991 Russia

References

  1. А.А. Абрикосов, Основы теории металлов, Наука, Москва (1987).
  2. D. Pines, P. Nozieres, The theory of quantum liquids, Benjamin, New York (1996).
  3. P. Fulde and A. Luther, Phys.Rev. 170, 170 (1968).
  4. B. S. Shastry, E. Abrahams, Phys.Rev. Lett. 72, 1933 (1994).
  5. M. Sigrist and K. Ueda, Rev.Mod.Phys. 63, 239 (1991).
  6. V.P. Mineev and K.V. Samokhin, Introduction to Unconventional Superconductivity, Gordon and Breach, London (1999).
  7. K.V. Samokhin, Phys.Rev.B 103, 174505 (2021).
  8. A. Camjayi, K. Haule, V. Dobrosavljevic, and G. Kotliar, Nat.Phys. 4, 932 (2008).
  9. M.M. Radonjic, D. Tanaskovic, V. Dobrosavljevic, K. Haule, and G. Kotliar, Phys.Rev.B 85, 085133 (2012).
  10. V.M. Pudalov et al., Phys.Rev.B 98, 155109 (2018).
  11. В.М. Пудалов, УФН 191, 3 (2021).
  12. E. S. Zhukova, B. P. Gorshunov, G.A. Komandin, L.N. Alyabyeva, A.V. Muratov, Yu.A. Aleshchenko, M.A. Anisimov, N.Yu. Shitsevalova, S.E. Polovets, V.B. Filipov, and N.E. Sluchanko, JETP Lett. 110, 79 (2019).
  13. E. S. Zhukova, B. P. Gorshunov, G.A. Komandin, L.N. Alyabyeva, A.V. Muratov, Yu.A. Aleshchenko, M.A. Anisimov, N.Yu. Shitsevalova, S.E. Polovets, V.B. Filipov, V.V. Voronov, and N.E. Sluchanko, Phys.Rev.B 100, 104302 (2019).
  14. Н.Е. Случанко, Е.С.Жукова, Л.Н. Алябьева, Б.П. Горшунов, А.В. Муратов, Ю.А. Алещенко, А.Н. Азаревич, М.А. Анисимов, Н.Ю. Шицевалова, С.Е. Половец, В.Б. Филипов, ЖЭТФ 163, 172 (2023).
  15. J.A. Alarco, P.C. Talbot, and I.D.R. Mackinnon, Modeling and Numerical Simulation of Material Science 4, 53 (2014).
  16. A.P. Dudka, O.N. Khrykina, N.B. Bolotina, N.Yu. Shitsevalova, V.B. Filipov, M.A. Anisimov, S. Gabani, K. Flachbart, and N.E. Sluchanko, Phys. Rev.B 100, 205103 (2019).
  17. N. Sluchanko, V. Glushkov, S. Demishev, A. Azarevich, M. Anisimov, A. Bogach, V. Voronov, S. Gavrilkin, K. Mitsen, A. Kuznetsov, I. Sannikov, N. Shitsevalova, V. Filipov, M. Kondrin, S. Gab'ani, and K. Flachbart, Phys.Rev.B 96, 144501 (2017).
  18. O.M. Vyaselev, N.E. Sluchanko, A.V. Bogach, N.Y. Shitsevalova, V.B. Filipov, and A.A. Gippius, J. Alloys and Compounds 921, 165627 (2022).
  19. D. Young, D. Hall, M. Torelli, et al., Nature 397, 412 (1999).
  20. K. Matsubayashi, M. Maki, T. Tsuzuki, et al., Nature 420, 143 (2002).
  21. N. Shitsevalova, Crystal chemistry and crystal growth of rare-earth borides, in Rare-Earth Borides, ed. by D. S. Inosov, Jenny Stanford Publishing, Singapore (2021), Chap. 1, p. 1.
  22. H. Werheit, V. Filipov, N. Shitsevalova, M. Armbruster and U. Schwarz, J.Phys.: Condens.Matter 24, 385405 (2012).
  23. R. Monnier and B. Delley, Phys.Rev.Lett. 87, 157204 (2001).
  24. V.V. Glushkov, A.D. Bozhko, A.V. Bogach, S.V. Demishev, A.V. Dukhnenko, V.B. Filipov, M.V. Kondrin, A.V. Kuznetsov, I. I. Sannikov, A.V. Semeno, N.Yu. Shitsevalova, V.V. Voronov, and N.E. Sluchanko, Phys. Stat. Sol.RRL 10, 320 (2016).
  25. П. Селвуд, Магнетохимия, Издательство иностранной литературы, Москва (1958).
  26. Y. Ishizawa, T. Tanaka, E. Bannai, and S. Kawai, J. Phys. Soc. Jpn. 42, 112 (1977).
  27. M. Xia J. Jiang, Z.R. Ye, Y.H. Wang, Y. Zhang, S.D. Chen, X.H. Niu, D. F. Xu, F. Chen, X.H. Chen, B. P. Xie, T. Zhang, and D.L. Feng, Sci.Rep. 4, 5999 (2014).
  28. S. Yotsuhashi, M. Kojima, H. Kusunose and K. Miyake, J. Phys. Soc. Jpn 74, 49 (2005).
  29. H. Kusunose and K. Miyake, J.Phys. Soc. Jpn. 65, 3032 (1996).
  30. T. Hotta, Phys.Rev.Lett. 96, 197201 (2006).
  31. K. Iwasa, R. Igarashi, K. Saito, C. Laulh'e, T. Orihara, S. Kunii, K. Kuwahara, H. Nakao, Y. Murakami, F. Iga, M. Sera, S. Tsutsui, H. Uchiyama, and A.Q.R. Baron, Phys.Rev.B 84, 214308 (2011).
  32. A.J. Leggett, S.Chakravarty, A.T.Dorsey, M.P.A. Fisher, A. Garg, and W. Zwerger, Rev. Mod. Phys. 59, 1 (1987).
  33. М.А. Макрушин, П.И. Арсеев, К.М. Красиков, Л.С. Кадыров, E.C. Жукова, Н.Е. Случанко, Письма в ЖЭТФ 117, 450 (2023).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».