5月12日,橡树岭国家实验室在《Nature Communications》上发表题为“Spin density wave and van Hove singularity in the kagome metal CeTi3Bi4”的论文,报道发现了笼目(kagome)金属 CeTi3Bi4中自旋密度波与范霍夫奇点的奥秘。
具有费米能级附近范霍夫奇点(van Hove singularities)的笼目金属可呈现独特的量子现象,如手性环流、电子向列性及非常规超导性。然而,据我们所知,由范霍夫奇点驱动的非常规磁性态(例如自旋密度波)尚未在笼目金属中被实验观测到。
研究人员报道了层状笼目金属CeTi3Bi4的磁性与电子结构,其中Ti的笼目电子结构与Ce3+(Jeff=1/2)磁矩的磁子晶格相互作用。中子衍射揭示了Ce3+磁矩的非公度自旋密度波基态,其在温度-磁场相图的大部分范围内与公度反铁磁序共存。热涨落和磁场优先抑制公度分量,形成包含中间单Q自旋密度波相的丰富相图。第一性原理计算与角分辨光电子能谱证实了费米能级附近的范霍夫奇点,且观测到的磁传播矢量与其高态密度区域相连,强烈表明该自旋密度波由范霍夫奇点辅助形成。这些发现确立了LnTi3Bi4笼目金属为模型平台,其笼目晶格的特征电子结构在磁序中起关键作用。