物理学系俞榕副教授在重费米子金属领域取得突破性研究成果
俞榕 研究组 供稿 2015-10-20
强关联电子体系是包括铁基超导体、重费米子体系等一系列具有丰富物理内涵的系统。是当前凝聚态物理研究前沿最具有挑战性的研究领域之一，其理论研究与应用成果在材料领域有着重大的意义。
在重费米子体系的研究中，如何在理论上，特别是从微观机制的角度理解重费米子材料的丰富物性，一直是物理学家期待解决的前沿问题。其中，针对重费米子金属的理论基态相图是解决这一问题的关键。在之前的研究工作中，仅发现对应近藤屏蔽的量子相变发生在不同反铁磁金属相之间，与之对应的理论相图是不完整的。在最近的研究工作中，俞榕副教授与合作者应用隶费米子的大N展开理论，研究了具有阻挫的Shastry-Sutherland格点近藤模型的基态相图（图1），发现阻挫可以使得顺磁态成为系统稳定的基态。在近藤相互作用下，电子被近藤屏蔽，对应的量子相变也可以在顺磁态之间发生。这一发现完善了之前关于重费米子金属的理论相图。他们的理论并提出从未被近藤屏蔽的反铁磁金属到被近藤屏蔽的顺磁金属之间理论上存在三种可能的相变过程。这项研究成果是理论上对具阻挫的格点近藤模型基态的第一个定量计算，为研究重费米子金属统一、完整的相图提供了理论基础。同时，这项工作对理解重费米子材料Yb2Pt2Pb的低温性质有重要现实意义。该成果发表在国际物理学界最权威的期刊之一《物理评论快报》[Physical Review Letters 113, 176402 (2014)]上。
图1 Shastry-Sutherland近藤格点模型（右）与其基态相图（左）。
PS与PL相是费米面拓扑性质不同的顺磁相，而AFS与AFL相是费米面拓扑性质不同的反铁磁相。虚线表示重费米子材料Yb2Pt2Pb在外界条件调制下可能经历的相变路径。
附件