समैरियम हेक्साबोराइड

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समैरियम हेक्साबोराइड (एसएमबी6) एक इंटरमीडिएट-वैलेंस कंपाउंड है जहां समैरियम एसएम दोनों के रूप में उपस्थित है2+ और एस.एम3+ आयन 3:7 के अनुपात में।[1] यह कोंडो इन्सुलेटर के एक वर्ग से संबंधित है।

50 K से ऊपर के तापमान पर इसके गुण एक कोंडो धातु के विशिष्ट होते हैं, जिसमें धातु की विद्युत चालकता मजबूत इलेक्ट्रॉन बिखरने की विशेषता होती है, जबकि कम तापमान पर, यह एक गैर-चुंबकीय इन्सुलेटर के रूप में लगभग 4–14 meV के संकीर्ण बैंड अंतराल के साथ व्यवहार करता है।[2]

एसएमबी में शीतलन-प्रेरित धातु-इन्सुलेटर संक्रमण6 तापीय चालकता में तेज वृद्धि के साथ, लगभग 15 K पर चरम पर है। इस वृद्धि का कारण यह है कि इलेक्ट्रॉन कम तापमान पर तापीय चालकता में योगदान नहीं करते हैं, जो इसके अतिरिक्त फ़ोनों पर हावी होता है। इलेक्ट्रॉन सांद्रता में कमी ने इलेक्ट्रॉन-फोनन के बिखरने की दर को कम कर दिया जाता है।[3]

कुछ शोधों का प्रमाणित है कि यह एक टोपोलॉजिकल इन्सुलेटर हो सकता है।[4][5][6] अन्य शोधकर्ताओं को टोपोलॉजिकल सतह राज्यों का कोई प्रमाण नहीं मिला।[7]

तापमान में कमी के साथ बढ़ता विद्युत प्रतिरोध इंगित करता है कि सामग्री एक इन्सुलेटर के रूप में व्यवहार करती है; चूँकि, हाल के मापों से फ़र्मी सतह (संवेग स्थान में इलेक्ट्रॉनों की एक अमूर्त सीमा) का पता चलता है, जो एक अच्छी धातु की विशेषता है, जो एक अधिक विदेशी दोहरी धातु-इन्सुलेटिंग ग्राउंड स्थिति का संकेत देती है।[8][9] 4K से नीचे के तापमान पर विद्युत प्रतिरोधकता एक अलग पठार प्रदर्शित करती है,[10] जिसे एक इंसुलेटिंग स्टेट (बल्क) और एक कंडक्टिंग स्टेट (सतह) का सह-अस्तित्व माना जाता है। पूर्ण शून्य के निकट आने वाले तापमान पर, सामग्री के क्वांटम दोलन तापमान में गिरावट के रूप में बढ़ते हैं, एक ऐसा व्यवहार जो फर्मी विश्लेषण और पारंपरिक धातुओं को नियंत्रित करने वाले नियमों दोनों का खंडन करता है।[8][11][9]जबकि यह तर्क दिया गया है कि एल्यूमीनियम फ्लक्स से उगाए गए नमूनों पर क्वांटम दोलन[12] एल्यूमीनियम समावेशन से उत्पन्न हो सकता है,[13] छवि भट्टी विधि के माध्यम से उगाए गए नमूनों के लिए इस तरह की व्याख्या को बाहर रखा गया है[8][10]प्रवाह वृद्धि विधि के अतिरिक्त होता है।[12][13]


यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Nickerson, J.; White, R.; Lee, K.; Bachmann, R.; Geballe, T.; Hull, G. (1971). "Physical Properties of SmB6". Physical Review B. 3 (6): 2030. Bibcode:1971PhRvB...3.2030N. doi:10.1103/PhysRevB.3.2030.
  2. ↑ Nyhus, P.; Cooper, S.; Fisk, Z.; Sarrao, J. (1995). "Light scattering from gap excitations and bound states in SmB6". Physical Review B. 52 (20): 14308–14311. Bibcode:1995PhRvB..5214308N. doi:10.1103/PhysRevB.52.R14308. PMID 9980746.
  3. ↑ Sera, M.; Kobayashi, S.; Hiroi, M.; Kobayashi, N.; Kunii, S. (1996). "Thermal conductivity of RB6 (R=Ce, Pr, Nd, Sm, Gd) single crystals". Physical Review B. 54 (8): R5207–R5210. Bibcode:1996PhRvB..54.5207S. doi:10.1103/PhysRevB.54.R5207. PMID 9986570.
  4. ↑ Botimer, J.; Kim; Thomas; Grant; Fisk; Jing Xia (2013). "Robust Surface Hall Effect and Nonlocal Transport in SmB6: Indication for an Ideal Topological Insulator". Scientific Reports. 3: 3150. arXiv:1211.6769. Bibcode:2013NatSR...3E3150K. doi:10.1038/srep03150. PMC 3818682. PMID 24193196.
  5. ↑ Xiaohang Zhang; N. P. Butch; P. Syers; S. Ziemak; Richard L. Greene; Johnpierre Paglione (2013). "Hybridization, Inter-Ion Correlation, and Surface States in the Kondo Insulator SmB6". Phys. Rev. X. 3 (1): 011011. arXiv:1211.5532. Bibcode:2013PhRvX...3a1011Z. doi:10.1103/PhysRevX.3.011011. S2CID 53638956.
  6. ↑ Wolgast; Cagliyan Kurdak; Kai Sun; Allen; Dae-Jeong Kim; Zachary Fisk (2012). "Discovery of the First Topological Kondo Insulator: Samarium Hexaboride". Physical Review B. 88 (18): 180405. arXiv:1211.5104. Bibcode:2013PhRvB..88r0405W. doi:10.1103/PhysRevB.88.180405. S2CID 119242604.
  7. ↑ Hlawenka; Siemensmeyer; Weschke; Varykhalov; Sánchez-Barriga; Shitsevalova; Dukhnenko; Filipov; Gabáni; Flachbart; Rader; Rienks (2018). "समैरियम हेक्साबोराइड एक तुच्छ सतह कंडक्टर है". Nature Communications. 9 (1): 1–7. arXiv:1502.01542. Bibcode:2018NatCo...9..517H. doi:10.1038/s41467-018-02908-7. PMC 5802797. PMID 29410418.
  8. ↑ 8.0 8.1 8.2 B. S. Tan; Y.-T. Hsu; B. Zeng; M. Ciomaga Hatnean; N. Harrison; Z. Zhu; M. Hartstein; M. Kiourlappou; A. Srivastava; M. D. Johannes; T. P. Murphy; J.-H. Park; L. Balicas; G. G. Lonzarich; G. Balakrishnan; Suchitra Sebastian (2015). "इन्सुलेट स्थिति में अपरंपरागत फर्मी सतह". Science. 349 (6245): 287–290. arXiv:1507.01129. Bibcode:2015Sci...349..287T. doi:10.1126/science.aaa7974. PMID 26138105. S2CID 206635941.
  9. ↑ 9.0 9.1 Natalie Wolchover (2 July 2015). "विरोधाभासी क्रिस्टल चकरा देने वाले भौतिक विज्ञानी". Quanta Magazine. Retrieved 2020-01-15.
  10. ↑ 10.0 10.1 M. Ciomaga Hatnean; M. R. Lees; D. Mck. Paul; G. Balakrishnan (2013). "Large, high quality single-crystals of the new Topological Kondo Insulator, SmB6". Nature. 3 (3071): 3071. Bibcode:2013NatSR...3E3071H. doi:10.1038/srep03071. PMC 3810659. PMID 24166216.
  11. ↑ Borghino, Dario (July 7, 2015). "पेचीदा सामग्री एक ही समय में कंडक्टर और इन्सुलेटर के रूप में कार्य करती है". www.gizmag.com. Retrieved 2015-07-08.
  12. ↑ 12.0 12.1 Li, G.; Xiang, Z.; Yu, F.; Asaba, T.; Lawson, B.; Cai, P.; Tinsman, C.; Berkley, A.; Wolgast, S. (2014-12-05). "Two-dimensional Fermi surfaces in Kondo insulator SmB6". Science (in English). 346 (6214): 1208–1212. arXiv:1306.5221. Bibcode:2014Sci...346.1208L. doi:10.1126/science.1250366. ISSN 0036-8075. PMID 25477456. S2CID 39786801.
  13. ↑ 13.0 13.1 S. M. Thomas; Xiaxin Ding; F. Ronning; V. Zapf; J. D. Thompson; Z. Fisk; J. Xia; P. F. S. Rosa (2019). "Quantum oscillations in flux-grown SmB6 with embedded aluminum". Physical Review Letters. 122 (16): 166401. arXiv:1806.00117. Bibcode:2019PhRvL.122p6401T. doi:10.1103/PhysRevLett.122.166401. PMID 31075018. S2CID 59407039.
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