08.02.2023 (10:30) Семинар им. А.А. Рухадзе Теоретического отдела ИОФ РАН. Заседание № 1605

ПОВЕСТКА ДНЯ:

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва

В докладе представлено современное состояние исследований додекаборидов на основе узкозонного полупроводника YbB12 с сильными электронными корреляциями и  переходом металл-изолятор (ПМИ), в котором одновременно активными оказываются зарядовые, спиновые, орбитальные и решеточные степени свободы. Показано, что аномальные свойства соединений RB12 обусловлены развитием кооперативной ян-теллеровской (ЯТ) неустойчивости ковалентной подрешетки бора, причем ЯТ-эффект обусловливает как структурные искажения борного ковалентного каркаса, так и понижение симметрии ГЦК кристаллической структуры. Скоррелированные ЯТ динамические искажения кубооктаэдров В12 являются причиной возникновения коллективных мод в оптических спектрах RB12 и квазилокальных колебаний (rattling modes) тяжелых РЗ ионов, что вызывает модуляцию электронной плотности зоны проводимости и приводит к появлению полос динамического заряда (страйпов) в этих сильно коррелированных соединениях. Рассматривается механизм, ответственный за появление динамических зарядовых страйпов, и роль эффектов электронного фазового расслоения в возникновении аномальных свойств в немагнитном реперном соединении LuB12 и узкозонных полупроводниках Tm1-xYbxB12. Основное внимание уделено обсуждению переходов металл-изолятор в YbB12 и в твердых растворах на основе Yb. Показано, что ПМИ в этих додекаборидах наблюдаются в условиях нестабильности 4f- лектронной оболочки ионов Yb, которая, наряду с ян-теллеровской неустойчивостью борного каркаса, обеспечивает дополнительный канал зарядовых и спиновых флуктуаций.  Анализ имеющихся экспериментальных результатов приводит к выводу (i) о переориентации направления страйпов в этих соединениях с быстрыми 4f-5d зарядовыми флуктуациями и (ii) о неприменимости модели топологического кондо-изолятора в YbB12. Представлены аргументы в пользу возникновения в додекаборидах на основе иттербия колебательно связанных пар ионов Yb, в которых многочастичные электронные состояния оказываются локализоваными между димерами Yb-Yb, приводя к диэлектризации свойств YbB12.