2月15日,上海高压科学与技术先进研究中心在《PNAs》发表题为“Probing FeSi, a d-electron topological Kondo
insulator candidate, with magnetic field, pressure, and microwaves”的研究文章,成功利用磁场、压力和微波探测了d-电子拓扑近藤绝缘体FeSi。
最近,研究人员给出了关联d-电子小间隙半导体FeSi在19K以下温度存在导电表面态(CSS)的证据。在本文的研究工作中,测量了作为温度、磁场(可达60T)和压力(可达7.6GPa)函数的电阻率ρ,并通过磁场调制微波光谱(MFMMS)技术探测了FeSi的体相和CSS。同时将FeSi的性质与近藤绝缘体SmB6(六硼化钐)进行了比较,以解决FeSi是否是f-电子近藤绝缘体的d电子类似物以及“拓扑近藤绝缘体”(TKI)的疑问。在CSS的起始温度TS = 19 K上下,FeSi的整体磁电阻行为与SmB6相似。从半导体体系的ρ(T)数据推断出的两个能隙,均随压力增加而增加,直到压力约7
GPa后转而下降,与TS的急剧抑制相符。
几项相应压力下SmB6的ρ(T)研究揭示了与FeSi相似的行为,其中两个能隙在接近TS消失的临界压力下也消失了,尽管SmB6中的能隙最初随压力增加而减小,而在FeSi中它们是随压力增加而增大的。MFMMS测量显示,在TS≈19 K时,FeSi具有明显的特征,这可能是由于CSS的铁磁有序。然而,在TS≈4.5 K时,SmB6并没有观察到这种特征,这也将是未来研究的主要方向。
据悉,关联电子小间隙半导体FeSi的性质让人想起了被称为近藤绝缘体的一小类镧系和锕系化合物。这导致了FeSi可能是f-电子近藤绝缘体的d-电子对应物的猜想。