Unkonventionelles Nicht-Fermi-Flüssigkeitsverhalten am Übergang zwischen NFF-Einzelionen-und Gitter-Kohärenzeffekten

• Applicant: Professor Dr. Wolfgang Scherer
• Subject Area: Experimental Condensed Matter Physics
• Term: from 2006 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 34855420

Nicht-Fermi-Flüssigkeits (NFF)-Verhalten findet man in d- und f-Elektronen Systemen, die als „Schwere-Fermionen“ Systeme bekannt sind. Ursachen für NFF-Verhalten sind beispielsweise magnetische Fluktuationen, wie sie in der Nähe eines quantenkritischen Punktes (QKP) oder in ungeordneten Kondo-Gitter-Systemen zu finden sind. Während die Ausbildung einer NFF im QKP-Szenario auf Kohärenzeffekten beruht, liegen dem Kondo-Unordnungsmodell lokale Korrelationen zu Grunde (Einzelioneneffekt). Das in diesem Vorhaben zu untersuchende System CeNi9Ge4 weist ungewöhnliches Fermi-Flüssigkeitsverhalten auf, mit dem für Ce-Systeme höchsten C/T-Wert von 5.5 JK-2mol-1 bei 80 mK. Dieses Phänomen beruht auf der Wechselwirkung von lokaler Kondo-Physik mit einem vierfach entarteten Grundzustand, der aus der Kristallfeldaufspaltung des Ce3+ Ions resultiert. In CeNi9-xCuxGe4 (x < 1) haben wir ein QKP-Szenario gefunden1, ähnlich dem in CeCu6-xAux 2, dessen Ursache jedoch auf einer Reduzierung der effektiven Spin-Entartung (N = 4) beruht. Daher können die Substitutionsreihen von CeNi9Ge4, wie CeNi9-xCuxGe4, geeignete Modellsysteme bieten, um erstmals am QKP einen kontinuierlichen Phasenübergang von kohärenter zu lokaler NFFPhysik zu studieren. Die mikroskopischen Ursachen für diese neuen NFF-Szenarien planen wir anhand poly- und einkristalliner Substitutionsreihen von CeNi9Ge4 zu erkunden. Methodisch unterstützt wird dieses Vorhaben durch spezifische Wärme-, thermische Leitfähigkeits-, Suszeptibilitäts-, Widerstands-, NMR- und Neutronenstreu-Experimente, sowie durch DFTund NRG-Rechnungen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Dr. Ernst-Wilhelm Scheidt