Quantenkritikalität im Schwere-Fermionen-System YbRh2Si2 unter Einfluss nicht-isoelektronischer Dotierung (PDF)

Die Seltene Erden-Verbindung YbRh2Si2 (YRS) ist ein prototypisches Schwere-Fermionen-System, das einen experimentell gut zugänglichen magnetfeldgetriebenen antiferromagnetischen Quantenphasenübergang besitzt. Außerdem zeigt YRS Signaturen einer niederenergetischen Anregung im Hall-Effekt und anderen Messgrößen. In der Literatur wird diese Energieskala mit T* betitelt. Sie wird aktuell entweder mit einem Zusammenbruch des Kondo-Effekts oder einem zeemann-getriebenen Lifschitz-Übergang in Zusammenhang gebracht. Mit den Untersuchungen in dieser Arbeit werden erstmalig die Auswirkungen von nicht-isoelektronischer Dotierung auf die mit T* und allgemein der Quantenkritikalität verbundenen Energieskalen untersucht, um Hinweise auf die mögliche Favorisierung eines der beiden Erklärungsansätze zu finden. Hierzu wurden Anteile des Übergangsmetalls Rhodium in YRS durch Eisen und Ruthenium (Lochdotierung) beziehungsweise durch Nickel (Elektronendotierung) ersetzt. Untersucht wurden die Proben durch Messung des elektrischen Widerstands, der magnetischen Suszeptibilität und der kapazitiven Dilatometrie im Millikelvin-Bereich und bei Magnetfeldern bis 14T. Zum ersten Mal konnte hier die T*-Energieskala gezielt über eine veränderte Elektronenkonzentration beeinflusst und schlussendlich sogar vollständig unterdrückt werden. In Verbindung mit anderen Funden deuten die Ergebnisse dieser Arbeit gegenüber einem möglichen Zusammenbruch des Kondo-Effekts eher auf eine Erklärung für T* durch das Lifschitz-Szenario hin.