Особенности санатория

Среди особенностей санатория следует отметить сразу несколько положительных моментов:

• Расположение диспансера в климатотерапии Тайгапромотес.При этом гости в своих отзывах отмечают удобное расположение диспансера «Ключи» (Томск) / Санаторий находится в поселке. Ключи 7 км от Томска.
• Наличие столовой минеральной воды способствует снижению холестерина и глюкозы в крови, лечению желудочно-кишечного тракта.
• Отличные условия проживания, современный уровень медицинского, оздоровительного медицинского оборудования позволяет проводить широкий спектр процедур. Здесь действуют уникальные процедуры, которых нет в других санаториях региона.
• Высокий профессионализм медицинского персонала, который добивается хороших результатов в лечении сложных пациентов после инсульта и инфаркта, операций на сердце, сосудах туловища.
• Отличная оздоровительная база, обширный (подробнее30) перечень санаторно-курортных процедур, современные технологии омоложения привлекают широкий круг гостей в диспансер «Ключи» (г. Томск). Санаторий отличается умеренными ценами и наличием специализированного оздоровительного комплекса.

Условия проживания и цены

Размещение гостей предлагается в 141 номере разной ценовой категории (одновременно могут проживать 250 человек) на 7 этажах (работает лифт).

Ценовая политика зависит от сезона, категории номеров и этажей. По официальной информации, сегодня стоимость одного дня составляет с 1995 года до 4200 рублей. (при оплате полной стоимости). Если вы берете билет без лечения, в его стоимость входит проживание, питание и комплекс развлекательных услуг.

Итак, в диспансере имеются такие категории номеров:

Стандарт:

• 3-х местный номер (30 кв. М и 1 комн.),
• 2-местный номер (14 кв. М и 1 комната),
• 1 -спальня (14 кв.М и 1 комнатная),

Suite:

• 2-местный (32 кв. М и 1 комнатный),
• 2-местный малый (36 кв. М и 2-комнатный),
• 2-местный большой (45 м. и 2 комнаты),
• 2-х комнатная большая, улучшенная (48 м² и 2 комнаты).

Для людей с ограниченными возможностями специально оборудована 2-х комнатная квартира. В душе есть специальные поручни, приспособленные туалеты.

Все помещения: спальный, лечебный, административный корпусы, столовая и бар, оздоровительный центр объединены теплыми переходами.

Питание в 3-х столовых в одну смену. Питание диетическое (15 диет), меню рассчитано на 14 дней, заказное, 4-х разовое (включая диеты). Больным сахарным диабетом предоставляется 6-разовое питание.

Здравница — реабилитационный центр Фонда социального страхования РФ , проводит лечение по профсоюзным путевкам (10 и 21 день).

Дополнительно всем желающим предоставляется возможность отдохнуть в амбулатории, посетить МОК за полную стоимость в «Ключи» -санатории (г. Томск).В стоимость путевок с лечением, кроме проживания, также входит питание, лечение лечащего врача, развлекательные мероприятия.

Лечебные профили

На самом деле это два крупных оздоровительных комплекса: современный оздоровительный комплекс и хорошо оборудованный реабилитационный центр. Реабилитационный центр известен в других регионах, сюда приезжают лечиться пациенты из Алтайского края и Хакасии. Оздоровительный центр обслуживает всех желающих.

Реабилитационный центр «Ключи» разносторонний.Он занимается лечением профессиональных заболеваний, узкопрофильных заболеваний, а также оказывает медицинские услуги.

Среди профилей можно выделить следующие:

• Лечение заболеваний опорно-двигательного аппарата.
• Терапия ЛОР-заболеваний и бронхо-легочных проблем.
• Оздоровление нервной периферической системы.

В реабилитационном центре проводят последующее лечение:

• Лица, перенесшие инсульт.
• Пациенты, перенесшие инфаркт миокарда, операции на сердце.
• Пациенты после ортопедических операций, пластики / замены сустава, репликации конечностей.

На сайтах по курортологии сообщений об этом медицинском центре не так много, но наиболее разнообразными являются отзывы о санатории «Ключи» (Томск). Предоставляемые здесь услуги, питание и работа персонала оцениваются гостями по-разному.

О лечебных процедурах

Однако большое количество медицинских процедур, наличие высококвалифицированного медицинского персонала и то, что посты свидетельствуют о хорошем качестве лечения, свидетельствует о значительных достижениях реабилитационного центра в лечении, восстановлении пациенты.

О лечебных процедурах судите сами:

1. Водолечение: ванны (9 видов), подводное вытяжение позвоночника, души (6 видов).
2. Массажи (7 видов).
3. Ингаляции (7 видов и соляная шахта).
4. Физиотерапия (14 видов, в том числе криотерапия).
5. Лечение грязью (озокерит, глина).
6. Озонотерапия (4 вида, в т.ч. камера «Торс»).
7. Сухие углекислые ванны, гипоксикотерапия, галотерапия.
8. Иглоукалывание.
9. Тренажерные залы.
10. Фитобар.
11. Сауна (4 вида).
12. Наем.
13. Группы психотренинга.
14. Кабинет для процедур.
15. Обширная диагностическая база: проведение исследований УЗИ, ЭКГ, велоэргометрии, стабилометрии на современном оборудовании. Биохимические, клинические исследования в собственной лаборатории.
16. Комплексная высокотехнологичная терапия урогенитальной сферы («Андрогин», «Интрамаг», «Мавит»).

Обширная база, профессионализм медицинского персонала, а здесь 17 врачей, из которых 9 имеют высшую категорию, привлекают в профсоюзный поликлинику пациентов из других регионов.Томский курорт «Ключи» славит на всю Россию!

Оздоровительный комплекс

Оздоровительный комплекс оснащен современным оборудованием, имеет все необходимое для полноценного отдыха и оздоровления.

К услугам посетителей здесь:

• 3 банных комплекса: большая, джакузи, русская.
• 2 вида саун: фитопаросауна и инфракрасная;
• 2 бассейна: 17×6,5×1,5 и 6,5×4,5×1,5;
• тренажерный зал;
• Спа;
• салон косметологических процедур;
• оздоровительный массаж;
• салон красоты;
• комнаты отдыха;
• фитобар;
• беседки, оборудованные для барбекю;
• теннисный корт (летом).

Есть возможность приобрести абонемент на длительное посещение. Так, стоимость 1 часа абонемента на посещение большого банного комплекса (финская сауна, хамам, большой бассейн) составит от 1950 руб.

Для постоянных клиентов действуют специальные предложения.

Санаторий «Ключи» (г. Томск) — это санаторий, в котором практически все услуги санатория представлены на высоком уровне и по доступным ценам.

Предложения на отдых

В стоимость путевки, кроме лечебных процедур, проживания и питания также являются развлекательные мероприятия.Есть киноконцертный зал на 250 человек и прокат спортивного инвентаря. Много развлечений зимой (бильярд, настольный теннис, бар, библиотека и др.) Может предложить своим гостям санаторий «Ключи» (Томск). Отзывы о них, как и об экскурсиях, положительные. Многим нравятся проводимые здесь танцевальные и музыкальные вечера, но среди недостатков называют их окончание в 24:00.

В целом на постах больничных диспансеров представлены разнообразные виды отдыха. Здесь найдут развлечение и для себя, и для любителей подвижного отдыха, прогулок на природе, а также для тех, кто охотно отдыхает в уютном месте в хорошей компании.

Двухвалентный EuRh3Si2 в качестве справочного материала для теоремы Латтинжера и антиферромагнетизма в трехвалентном тяжелом фермионе YbRh3Si2

Nat Commun. 2019; 10: 796.

¹ Institut für Festkörper- und Materialphysik, Technische Universität Dresden, D-01062 Dresden, Germany

A. Generalov

² MAX IV Laboratory, Lund University, Box 118, 22100 Lund 903 Fujimori

³ Исследовательский центр материаловедения, Японское агентство по атомной энергии, Сайо, Хиого, 679-5148 Япония

К. Куммер

⁴ Европейский центр синхротронного излучения, 71 Avenue des Martyrs, 38043 Гренобль, Франция

А.Чикина

⁵ Swiss Light Source и Swiss FEL, Институт Пауля Шеррера, CH-5232 Виллиген-PSI, Швейцария

S. Seiro

⁶ IFW Dresden, Helmholtzstr. 20, 01069 Дрезден, Германия

⁷ Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe, 01187 Дрезден, Германия

S. Дрезден, Германия

Ю.М. Коротеев

⁸ Томский государственный университет, проспект Ленина, 36, Томск, Россия 634050

⁹ Институт физики прочности и материаловедения РАН, Томск, Россия 634055

Е.В. Чулков

⁸ Томский государственный университет, проспект Ленина, 36, Томск, Россия 634050

¹⁰ Centro de Física de Materiales CFM-MPC и Centro Mixto CSIC-UPV / EHU, 20018 Сан-Себастьян / Доностия, Испания

¹¹ Donostia International Физический центр (DIPC), 20080 Сан-Себастьян, Испания

¹² Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия 198504

М.Radovic

⁵ Швейцарский источник света и швейцарский FEL, Институт Пауля Шеррера, CH-5232 Виллиген-PSI, Швейцария

M. Shi

⁵ Швейцарский источник света и швейцарский FEL, Институт Пауля Шерера, CH-5232 Виллиген -PSI, Швейцария

NC Plumb

⁵ Swiss Light Source and Swiss FEL, Paul Scherrer Institute, CH-5232 Villigen-PSI, Switzerland

C. Laubschat

¹ Institut für Festkörper- und Materialchephysik, Technis Universität Dresden, D-01062 Дрезден, Германия

J.W. Allen

¹³ Randall Laboratory, University of Michigan, 450 Church St, Ann Arbor, MI 48109-1040 USA

C. Krellner

¹⁴ Kristall- und Materiallabor, Physikalisches Institut, Goethe-Universität Frankfurt, Max-von-Laue Strasse 1, 60438 Франкфурт-на-Майне, Германия

C. Geibel

⁷ Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe, 01187 Дрезден, Германия

DV Vyalikh

82 ^{11 Physics Center (DIPC), 20080 Сан-Себастьян, Испания}

¹⁵ IKERBASQUE, Basque Foundation for Science, 48011 Bilbao, Spain

¹ Institut für Festkörper- und Materialphysik, Technische Universität Dresität 01062

² Лаборатория MAX IV, Лундский университет, Box 118, 22100 Лунд, Швеция

³ Исследовательский центр материаловедения, Японское агентство по атомной энергии, Сайо, H yogo, 679-5148 Япония

⁴ Европейский центр синхротронного излучения, 71 Avenue des Martyrs, 38043 Гренобль, Франция

⁵ Швейцарский источник света и швейцарский FEL, Институт Поля Шеррера, CH-5232 Виллиген-PSI, Швейцария

⁶ IFW Dresden, Helmholtzstr.20, 01069 Дрезден, Германия

⁷ Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe, 01187 Дрезден, Германия

⁸ Томский государственный университет, проспект Ленина, 36, Томск, Россия 634050

^{Институт физики прочности и материаловедения РАН, Томск, Россия 634055}

¹⁰ Centro de Física de Materiales CFM-MPC и Centro Mixto CSIC-UPV / EHU, 20018 Сан-Себастьян / Доностия, Испания

¹¹ Donostia International Физический центр (DIPC), 20080 Сан-Себастьян, Испания

¹² Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия 198504

¹³ Лаборатория Рэндалла, Мичиганский университет, 450 Черч-стрит, Анн-Арбор, Мичиган 48109-1040 США

¹⁴ Kristall- und Materiallabor, Physikalisches Institut, Goethe-Universität Frankfurt, Max-von-Laue Strasse 1, 60438 Франкфурт-на-Майне, Германия

¹⁵ IKERBASQUE, Баскский фонд науки, 48011 Бильбао, Испания

Поступило 28.06.2018 г .; Принято 25 января 2019 г.

Abstract

Применение теоремы Латтинжера к решетке Кондо YbRh ₂ Si ₂ предполагает, что его большая поверхность Ферми (FS), производная 4 f , в парамагнитном (PM) режиме должна быть аналогичной по форме и объему. с двухвалентным антиферромагнетиком с локальным моментом (AFM) EuRh ₂ Si ₂ в его режиме PM.Здесь мы показываем с помощью фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением, что парамагнитный EuRh ₂ Si ₂ имеет большую FS, по существу аналогичную той, что наблюдается в YbRh ₂ Si ₂ вплоть до 1 К. В EuRh ₂ Si ₂ начало АСМ порядка ниже 24,5 К вызывает обширную фрагментацию ПФ из-за сворачивания зоны Бриллюэна, пересечения и результирующей гибридизации листов поверхности Ферми. Наши результаты на EuRh ₂ Si ₂ указывают на то, что формирование АФМ-состояния в YbRh ₂ Si ₂ , скорее всего, также связано с аналогичными изменениями в ФС, которые необходимо учитывать в спорном исследовании. анализ и обсуждение аномалий, наблюдаемых в квантовой критической точке в этой системе.

Введение

Определение поверхностей Ферми (ПФ) играет центральную роль в понимании физики многих тел сильно коррелированных металлов. Это связано с тем, что большинство возбуждающих явлений в этих системах определяется термически возбужденными квазичастицами, ограниченными узким окном вокруг энергии Ферми ( E _F ) ^{1 — 5} . Более того, FS часто являются ключом к различению конкурирующих теоретических моделей, описывающих конкретные коррелированные металлы ^{1 , 5} .Для материалов с периодической решеткой Кондо (KL), где локальные орбитальные электроны обладают как магнитным моментом, так и связаны с зонами проводимости, центральным вопросом является степень, в которой несущие момент электроны включены в FS, и способ, которым это может быть удавшийся. Фундаментальный руководящий теоретический принцип был установлен благодаря оригинальной реализации Р. М. Мартина ^{6 , 7} , что правило сумм Латтинджера ⁷ может применяться даже к таким сильно коррелированным системам.

Правило сумм утверждает, что объем FS сохраняется при наличии взаимодействий, пока взаимодействия не вызывают фазовый переход. В этом контексте суть правила сумм состоит в том, что если локальные орбитальные магнитные моменты подавляются, например, из-за эффекта Кондо, то лежащие в основе локальные орбитальные электроны должны учитываться в FS. Если моменты не погашены, например, в магнитоупорядоченном состоянии, лежащие в основе электроны исключаются из FS. Для KL правилу сумм удовлетворяет образование тяжелых квазичастичных состояний при энергии Ферми, аналог резонанса Кондо для локального орбитального примесного узла.Поведение вдоль линии энергии Ферми, обозначенной E _F ^Yb на рис. -подобный размер поверхности Ферми от k _F до k ′ _F для подсчета локальной орбитальной дыры. Эти две ситуации теперь известны как малая и большая поверхности Ферми, соответственно ^{8 , 9} .

Формирование большой поверхности Ферми в решетке Кондо. a Схематическая модель гибридизации для случая Yb: локализованный и перенормированный уровень дырки 4 f (пунктирная красная линия) гибридизируется с легкой дырочной зоной проводимости (синяя) и образует полосу тяжелых квазичастиц (фиолетовый) справа ниже уровня Ферми, E _F . Вектор Ферми сдвигается с k _F на k ′ _F . Красный символ солнца указывает на область гибридизации f-d . b Карта диапазонов ARPES YbRh ₂ Si ₂ (сравните № ⁹ ). Срез зоны Бриллюэна соответствует черной линии, показанной в d . Полосы Yb 4 f , разделенные кристаллическим полем (выделены красным), гибридизуются с группой проецируемых объемных полос (заштрихованы синим), образуя тяжелую дырочную квазичастичную полосу при низкой температуре и сдвигая вектор Ферми наружу. c , d Схематическое изображение малой и большой поверхности Ферми: из-за образования решетки Кондо и теоремы Латтинжера маленький карман с отверстиями в c трансформируется в большой карман с отверстиями в d , который теперь включает в себя дополнительное отверстие 4 f

Несмотря на то, что первоначальная теоретическая реализация произошла на много лет назад, четких экспериментальных демонстраций как теоремы Латтинжера, так и ее работы для материалов KL по-прежнему очень мало.Измерения с помощью метода де Хааса ван Альфена (dHvA) предоставили некоторые наблюдения как за малым, так и за большим FS ¹⁰ . Но для фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением (ARPES) большая FS наблюдалась до сих пор только в YbRh ₂ Si ₂ ^{8 , 9} , в то время как для другой парадигмальной системы CeCoIn ₅ ситуация остается проблемной. и спорный ^{11 , 12} . Эта нехватка особенно прискорбна, потому что ARPES — это метод FS, наиболее запоминающийся для этой концепции, поскольку он позволяет непосредственно видеть как поверхность Ферми, так и лежащие в основе диспергирующие квазичастицы, которые ее определяют.

Здесь мы представляем ARPES-исследование, которое раскрывает как работу правила сумм Латтинжера, так и еще один очень общий принцип FS, на который указал Мюллер – Хартманн ¹³ , что если собственная энергия одной частицы для диспергирующей квази Частица не зависит от импульса кристалла k , что весьма вероятно для 4 f электронов редкоземельного материала, не только размер FS, но и ее форма сохраняется для сохраняющих симметрию взаимодействий.Эти две концепции вместе являются причиной того, почему FS, найденные в теории функционала плотности (DFT), часто могут хорошо согласовываться с экспериментом для редкоземельных материалов.

Как поясняется ниже, мы сравниваем два изоэлектронных и изоструктурных редкоземельных материала, YbRh ₂ Si ₂ (YRS) и EuRh ₂ Si ₂ (ERS), оба в парамагнитном (PM) состоянии. , в первом случае FS включает одну сильно коррелированную дырку 4 f и N слабо коррелированных дыр в зоне проводимости, а во втором FS включает N + 1 слабо коррелированные дырки, т.е.е. одинаковое общее количество отверстий для обоих, что подразумевает большой FS для обоих. Эти две ситуации проиллюстрированы на рис. Линиями E _F , обозначенными Yb и Eu соответственно. Наш очень красивый результат состоит в том, что как в ARPES, так и в DFT, FS обоих материалов по существу схожи по размеру и форме, даже несмотря на то, что первый имеет дисперсию большой массы, а второй — легкую.

Результаты

Сильно коррелированный YbRh

Тщательно изученный YRS ^{14 — 17} тяжелый фермионный материал с каналом антиферромагнитный (АСМ) порядок ниже температуры Нееля T _N 70 мК и сверхпроводимости ниже 2 мК ¹⁷ .AFM переход находится очень близко к квантово-критической точке (QCP), индуцированной крошечным магнитным полем в 60 мТл, приложенным вдоль базисной плоскости, которое подавляет магнитный порядок. Валентность Yb ν близка к 3 ⁺ , что дает одно отверстие в оболочке 4 f . Если магнитные моменты закалены по Кондо в низкотемпературной парамагнитной фазе чуть выше T _N , можно ожидать, что это отверстие будет включено в FS. Как будет показано более подробно ниже, DFT показывает, что общий RERh ₂ Si ₂ (RE = редкоземельный) FS состоит из двух листов, называемых Пончик ( D) и Jungle-gym ( J ). ) ^{8 — 10 , 18} .Тренажерный зал в джунглях образует в значительной степени взаимосвязанный поверхностный слой Ферми по всему пространству k , тогда как пончик состоит из квадратного кармана с большими отверстиями вокруг Z-точки трехмерной зоны Бриллюэна (BZ).

По топологии пончика можно различить большие (странствующее 4 f отверстие) и малое (локализованное 4 f отверстие) FS ^{8 — 10} по размеру его шейки которые, соответственно, заходят или не заходят в соседние ЗБ, как схематично показано на рис.. Наша предыдущая работа ARPES для YRS ясно показывает большую FS на рис. До 800 мК ⁸ . Спектр YRS ARPES на рис. Показывает тяжелую квазичастицу 4 f и состояния странствующей зоны, рассеивающиеся по E _F , отмеченные цветами, соответствующими схеме на рис. В качестве калибровки небольшая FS на рис. Была окончательно проверена с помощью ARPES и DFT для стабильной трехвалентной АСМ с локальным моментом, слабо коррелированной изоэлектронной системы отсчета YbCo ₂ Si ₂ ^{8 , 19} , см. также дополнительное примечание ¹ .

ERS, материал, изучаемый в этой статье, также является слабо коррелированной изоэлектронной системой отсчета AFM с локальным моментом ^{20 — 22} , но с валентностью 2 ⁺ он двухвалентен. Таким образом, в соответствии с правилом сумм Латтинджера ERS в своей парамагнитной фазе должен обладать большой FS, и в первой части статьи мы покажем, что это действительно так. Кроме того, с помощью DFT можно легко рассчитать не только электронную структуру и поверхность Ферми для AFM-фазы ERS, но и переход при T _N = 24.5 К можно удобно исследовать с помощью ARPES. Во второй части статьи мы представляем соответствующие результаты DFT и ARPES для фазы AFM и, наконец, мы используем эти данные, чтобы обсудить возможные изменения в электронной структуре YRS в фазе AFM ниже 70 мК и возможные последствия для его QCP поведение.

Парамагнитная фаза EuRh3Si2 из DFT и UV-ARPES

Полученная методом DFT FS ERS в фазе PM показана на рис. В виде сбоку и сверху соответственно. Он очень похож на тот, который установлен для YRS в режиме Kondo PM, и отчетливо видны пончик и тренажерный зал Jungle.Центральная и вставная панели рис. 4 сравнивают, соответственно, данные DFT и UV-ARPES для PM ERS, полученные с энергией фотонов 45 эВ. Для этой энергии фотона и результирующей кинетической энергии фотоэлектрона фотоэлектрон имеет очень малое время релаксации и короткую длину свободного пробега. Вследствие этого ²³ наши данные UV-ARPES являются как поверхностно-чувствительными, так и расширенными на k _z , так что объемная электронная структура в основном составляет k — суммируется по k _z .Поэтому электронная структура, полученная с помощью DFT, показана спроецированной вдоль k _z на двумерную поверхность BZ, которая изображена пунктирно-красной линией на рис. Точки высокой симметрии поверхности BZ отмечены на обеих панелях символами с надписями. Большой лист пончика можно хорошо различить, он выглядит как однородная серая зона. Спроектированный тренажерный зал Jungle слабо виден в первом БЖ, но из-за эффектов поперечного сечения фотоэмиссии он гораздо более выражен во втором БЖ.Те части, которые образуют границу проецируемого зазора вокруг точки M ¯ и не маскируются пончиком, обозначены стрелками. В дополнение к этим особенностям, предсказанным расчетами объемной зонной структуры, резкие спектральные картины вокруг Γ¯-точки, а также ромбовидные особенности вокруг M¯-точки являются результатом поверхностных резонансов и поверхностных состояний Шокли. Состояние Шокли подробно обсуждалось в более ранних работах ^{24 — 26} . Очевидно, что из-за поверхностного происхождения эти особенности отсутствуют в рассчитанных объемных полосах на рис., но могут быть воспроизведены и идентифицированы с помощью расчетов зонной структуры слэба и, таким образом, хорошо отделены от объемных вкладов в спектры.

Поверхность Ферми для парамагнитного EuRh ₂ Si ₂ . Трехмерное изображение объемной поверхности Ферми с листами Donut и Jungle-gym со стороны a и сверху b видов. Красной пунктирной линией в б изображена поверхность БЖ. c Полученная из ARPES поверхность Ферми, измеренная с фотонами 45 эВ в сочетании с проецируемыми зонами из расчетов объемной зонной структуры

Спроектированная поверхность Ферми, за исключением связанных с поверхностью состояний, полностью согласуется с рассчитанной трехмерной поверхностью Ферми и может таким образом, можно отнести к прогнозируемой объемной полосовой структуре в фазе PM.Этот результат, вместе с недавно представленной большой поверхностью Ферми для YRS ^{8 , 9} , также полученной с помощью ARPES, хорошо и ясно показывает работу теоремы Латтинжера для PM-фаз YRS и ERS (см. Также Дополнительное примечание. ² и дополнительный рисунок ¹ ) и оставляет нам твердую отправную точку для более подробного изучения того, как поверхность Ферми будет изменена в AFM-фазе ERS.

Для AFM фазы ERS несоразмерный магнитный порядок с вектором распространения Q = (0, 0, τ ) с τ ≈ 0.79 установлено экспериментально ²⁴ . Если мы аппроксимируем вектор распространения вблизи поверхности образца с τ = 1, элементарная ячейка в реальном пространстве удвоится из-за пониженной симметрии, а BZ уменьшится вдвое, переходя от усеченного октаэдра к простому тетраэдру при входе в фазу AFM. , как показано на рис. Соответственно, этот переход должен сопровождаться обратным сворачиванием электронных зон в половину BZ, т.е. точка Z будет свернута на Γ-точку, а электронная структура в Z и Γ фазы PM должна стать эквивалентной как две Γ точек AFM фазы.Наблюдение за этим основным изменением требует разрешения по k _z , что исключает использование k _z расширенных спектров UV-ARPES. Поэтому мы провели измерения ARPES в мягком рентгеновском диапазоне, действительно чувствительные к объемным объектам.

Переход PM-to-AFM в EuRh ₂ Si ₂ , измеренный с помощью ARPES мягкого рентгеновского излучения. a Зоны Бриллюэна объемно-центрированного (PM) и простого тетрагонального (AFM) EuRh ₂ Si ₂ . b Навигация в трехмерном пространстве k . Сплошные (пунктирные) линии указывают границы зон Бриллюэна вместе с соответствующими точками высокой симметрии в фазе PM (AFM). Дуги измерения фотоэмиссии, исследующие импульсы кристалла вблизи Γ- и Z-точек, показаны красным ( h ν = 670 эВ) и зеленым ( h ν = 730 эВ) соответственно. c Срезы поверхности Ферми, полученные с помощью ARPES мягкого рентгеновского излучения, выполненных при 40 K (для фазы PM) и при 10 K (для фазы AFM)

ARPES мягкого рентгеновского излучения на EuRh

При таких высоких энергиях фотонов глубина зондирования довольно высока по сравнению с UV-ARPES, вероятность возбуждения связанных с поверхностью состояний значительно снижается, и мы можем изучить объемную зависимость k _z (a в сборе k _x — k _z карта, полученная с помощью ARPES мягкого рентгеновского излучения, представлена ​​на дополнительном рисунке ² и обсуждается в дополнительном примечании ³ ).Энергетическое разрешение снижено, но, тем не менее, соответствует поставленной цели. Мы использовали энергии фотонов 670 и 730 эВ, которые зондировали электронную структуру вдоль измерительных дуг, показанных на рис. Они обеспечивают плоскости с приблизительно постоянными k _z вблизи Γ- и Z-точек парамагнитной BZ. На рис. Мы сравниваем полученные с помощью ARPES карты поверхности Ферми, полученные в фазе PM при T = 40 K и фазе AFM при T = 10 K, см. Также дополнительный рисунок ³ и дополнительное примечание. ⁴ .Как и ожидалось, в фазе PM мы видим отчетливо разные спектры в областях неэквивалентных Γ- и Z-точек. В частности, дырчатый карман можно увидеть вокруг Z, тогда как вокруг Γ такого кармана не существует. После охлаждения системы до температуры на 10 К ниже температуры Нееля, дырочная полоса, аналогичная полосе вокруг Z, теперь появляется вокруг Γ-точки, где интенсивность ранее была уменьшена. В то же время дырочный карман вокруг Z, по-видимому, не подвержен влиянию AFM-перехода. Появление спектрального веса вокруг Γ в фазе AFM, которое в фазе PM можно было увидеть исключительно вокруг Z, полностью согласуется с изменением BZ и результирующим обратным сворачиванием электронных полос.

Антиферромагнитная фаза EuRh

Экспериментально установив обратный фолдинг электронных полос вдоль направления Γ — Z поперек AFM перехода, обратимся теперь к результатам нашей полосы структурные расчеты для более детального анализа изменений электронной структуры при входе в AFM-фазу. FS, полученная с помощью DFT, показана на рис. 2 как вид сбоку и вид сверху соответственно. Пончик и части Jungle-gym перенесены в новый БЖ.Пончик складывается на Γ-точку вместе с предыдущей Z-точкой фазы PM. Новая Z-плоскость, которая находится на полпути между Γ- и Z-точками структуры PM, слегка разрезает сложенный пончик, в результате чего образуются небольшие овальные карманы с отверстиями, помеченные (3) на рис. И отмеченные зеленым (см. Дополнительный рисунок ^{). 4} ). Эти карманы ориентированы по углам простой тетрагональной BZ и являются еще одним важным индикатором свернутой FS в фазе AFM. Затем большой тренажерный зал в джунглях гибридизируется с пончиком, разделяясь на два отдельных листа.Результирующее разделение FS помечено (2) на рис. 1 и отмечено голубым цветом. Крайний лист, закрывающий углы BZ, помечен (1) на рис. И отмечен красным. Эта деталь в форме банана является результатом складывания тренажерного зала в джунглях на себя, отщепления из-за обменного взаимодействия с образованием длинных трубок с почти параллельными поверхностями вдоль k _z . Точно так же внешний из двух листов элемента (2) также образует длинные, но искривленные трубы вдоль k _z .В качестве общего вывода расчет объемного DFT предсказывает сильную фрагментацию PM FS при переходе AFM.

Поверхность Ферми AFM-упорядоченного EuRh ₂ Si ₂ , полученная расчетами UV-ARPES и DFT. a 3D вид и b вид сверху рассчитанной ПФ по k _z . c Сравнение прогнозируемой объемной ФС (верхняя левая панель) и полученной из ARPES ФС (нижняя правая панель), полученной при 10 К. Желтая пунктирная линия изображает границу зоны Бриллюэна. d В дополнение к спроектированной объемной FS, поверхностные состояния и поверхностные резонансы были извлечены из расчетов пластин для Eu-окончания (голубой, верхняя левая панель) и Si-окончания (зеленый, нижний левый). Спиновая поляризация поверхностно-связанных состояний, специфичных для терминации, обозначена красным и синим с правой стороны.

Теперь мы сравним расчет зонной структуры с FS, экспериментально полученной с помощью UV-ARPES при температуре 10 K, что значительно ниже температуры Температура Нееля.Как и в случае с фазой PM, мы должны учитывать k _z уширение объемных элементов и чувствительность к поверхностным элементам. Сначала мы рассмотрим объемные особенности и покажем в верхней левой части рис. Расчетную объемную FS в проекции вдоль k _z . Как указано, на нем по-прежнему хорошо видны те же три ключевые функции, которые уже обозначены на рис. Зазор, помеченный (2), находится внутри проектируемого пончика близко к границам. ФС, полученная с помощью ARPES, в нижней правой половине рис.показывает те же три объемных объекта, обозначенных пунктирными линиями с той же цветовой кодировкой. Хотя интенсивность ARPES фазы PM Jungle-gym довольно низкая в первой BZ, границы внешнего листа FS, которые совпадают с элементом в форме банана (1), хорошо видны. FS, полученная с помощью ARPES, также показывает зазор, помеченный (2), и, кроме того, есть четыре овальных элемента, похожих на зазоры, которые появляются именно там, где ожидаются карманы с овальными отверстиями (3).

Рассматривая далее поверхность, сравнивая данные ARPES с расчетами методом DFT плиты, мы обнаруживаем, что все оставшиеся особенности можно понять как суперпозицию спектров от концов Si и Eu, присутствующих вместе на наших измеренных поверхностях.В наших расчетах методом DFT для плиты суперячейка, состоящая из толстой плиты из четырех обычных элементарных ячеек (32 атомных слоя), окруженных пустым пространством, имитирует две поверхности материала с несколькими объемными слоями между ними и позволяет нам изучать модификации поверхности ленточная структура. На рис. 3 мы наложили спроецированные объемные полосы (заштрихованные серым) с поверхностными состояниями и поверхностными резонансами FS, полученными из нашего расчета плиты (окрашены). Чтобы идентифицировать характер поверхности, только состояния с преобладающим вкладом в самых верхних четырех атомных слоях извлекаются из общей зонной структуры слэба.Два сегмента вверху, окрашенные в голубой и красный / синий цвета, рассчитаны для половины плиты с концевым концом из Eu, два сегмента внизу, окрашенные в зеленый и красный / синий цвета, получены из части с концевым кремниевым концом. Голубой и зеленый цвета указывают на поверхностные состояния и резонансы для соответствующих окончаний. Красная и синяя окраска справа дополнительно указывает на спиновую поляризацию этих состояний.

Мы уже идентифицировали в спектрах УФ-ARPES-фазы PM хорошо известное состояние Шокли вокруг точки M¯.Мы видим, что это строго двумерное состояние Шокли отщепляется от границы проецируемой объемной запрещенной зоны, возникает только при прекращении действия Si и сильно расщепляется по спину из-за обменных взаимодействий с ферромагнитно поляризованными моментами Eu 4 f , причем оба в рассчитанной АСМ FS и в данных АСМ ARPES. Таким образом, этот характерный отпечаток четко указывает на присутствие Si-концов в УФ-ARPES.

Для Eu-терминации существует группа поверхностных резонансов, которые возникают из объемных состояний, прикреплены к самому верхнему поверхностному слою Eu и далее расщепляются по спину.Они хорошо объясняют, пожалуй, самую яркую и поучительную особенность полученной из UV-ARPES FS — плотный набор ярких и довольно резких состояний, которые появляются внутри пончика примерно в соответствии с его формой. Многократные повторные эксперименты убедительно свидетельствуют о воспроизводимости этой спектральной картины. Эти состояния, очевидно, не могут наблюдаться в PM-фазе (ср. Рис. 1) и не присутствуют в рассчитанной объемной FS AFM-фазы.

Обсуждение

Каково значение и значение наших наблюдений за АСМ-состоянием EuRh ₂ Si ₂ для системы YbRh ₂ Si ₂ ? В дебатах о природе индуцированной полем квантовой критической точки в YbRh ₂ Si ₂ эволюция поверхности Ферми из магнитно-неупорядоченного состояния в AFM-состояние является ключевым вопросом ^{15 , 16 , 27} .Большая часть дискуссий была сосредоточена на возможности изменения природы квазичастицы, в то время как влияние магнитного упорядочения само по себе не рассматривалось. Однако настоящие наблюдения EuRh ₂ Si ₂ показывают, что магнитное упорядочение приводит к большим изменениям поверхности Ферми из-за сворачивания зон и их расщепления. Эти результаты не могут быть перенесены непосредственно на YbRh ₂ Si ₂ , поскольку АСМ-структура YbRh ₂ Si ₂ пока неизвестна.Однако результаты как статических магнитных свойств (например, намагниченности), так и динамических магнитных свойств (например, релаксационного поведения) (см. Дополнительное примечание ⁵ ) показывают, что магнитные корреляции в YbRh ₂ Si ₂ очень похожи на корреляции в YbRh ₂ Si ₂ EuRh ₂ Si ₂ . В частности, оба демонстрируют сильную конкуренцию между порядком FM и AFM. Поскольку поверхности Ферми так похожи в PM-состояниях EuRh ₂ Si ₂ и YbRh ₂ Si ₂ , а также сильное сходство в их магнитных корреляциях, EuRh ₂ Si ₂ становится соответствующая модельная система для измерения воздействия АСМ-порядка на поверхность Ферми YbRh ₂ Si ₂ .

Одной из проблем этого подхода может быть то, что EuRh ₂ Si ₂ является системой больших локальных моментов, опосредованной RKKY, тогда как чрезвычайно малый момент YbRh ₂ Si ₂ настоятельно предполагает, что его следует рассматривать как спин система-волна плотности (SDW) (здесь SDW относится к ее первоначальному значению как упорядочение делокализованных электронов). Однако, что касается актуальности и результирующего изменения поверхности Ферми, оба случая на самом деле очень похожи. Поскольку в RKKY-обмене передача информации о поляризации от одного узла 4 f к следующему участку 4 f происходит исключительно за счет электронов проводимости, обобщенная восприимчивость χ ( q ) электронов проводимости и, следовательно, e .грамм. свойства вложения, столь же важны для локального упорядочивания моментов, как и для сценария SDW. Соответственно, модификации ленточной структуры, по крайней мере на качественном уровне, должны быть очень похожи в обоих типах систем. Как наши экспериментальные результаты ARPES, так и наши расчеты показывают, что для этой поверхности Ферми AFM-порядок приводит к значительным изменениям из-за большого количества сворачиваний зон и большого расщепления зон. Такие большие изменения нельзя игнорировать при обсуждении аномалий, наблюдаемых в ряде транспортных свойств в индуцированной полем квантовой критической точке (ККП) в YbRh ₂ Si ₂ ²⁸ , которые имеют особое значение, поскольку эти аномалии суть дебатов о природе этого QCP ^{16 , 27} .Например, эффект Холла привлек значительное внимание ^{16 , 27} , и он, безусловно, должен реагировать на большие изменения поверхности Ферми. Таким образом, наши результаты для EuRh ₂ Si ₂ показывают, что образование АФМ-состояния в YbRh ₂ Si ₂ с большой вероятностью приводит к сильным изменениям в большой поверхности Ферми. В рамках этой картины изменения поверхности Ферми будут происходить из-за магнитного порядка, а не из-за перехода «от большого к малому», возникающего из-за пробоя Кондо.Этих изменений вполне может быть достаточно для понимания аномальных свойств, наблюдаемых в QCP при переходе в состояние AFM. Априори ожидается, что сворачивание и расщепление полос повлияет на термодинамические и транспортные свойства только в пределах AFM-состояния, но не на критическое поведение в парамагнитном режиме выше T _N . Однако в рамках этого сценария нетрадиционное критическое поведение, наблюдаемое в парамагнитном режиме, может, например, объясняется взаимодействием флуктуаций антиферромагнитного параметра порядка с критически перенормированными электронными квазичастицами ²⁷ .Для дальнейшего изучения этой модели электронной структуры необходимы дополнительные экспериментальные исследования свойств YbRh ₂ Si ₂ в упорядоченной фазе и соответствующая микроскопическая теория, использующая структуру поверхности Ферми, свернутую вниз. Но это проверяемая гипотеза.

Таким образом, мы изучили поверхности Ферми как для PM, так и для AFM-фаз EuRh ₂ Si ₂ , используя мягкое рентгеновское излучение и UV-ARPES в сочетании с ab initio расчетами полной релятивистской зонной структуры DFT.В состоянии PM мы идентифицируем объемную поверхность Ферми в EuRh ₂ Si ₂ (с двухвалентным Eu) как очень похожую на поверхность Кондо YbRh ₂ Si ₂ (с почти трехвалентным Yb). Это новая красивая экспериментальная визуализация работы правила сумм Латтинджера. Для систем PM Kondo он предсказывает, что степень свободы f , в случае трехвалентного Yb дырка 4 f , несмотря на ее локализованный характер, должна учитываться в объеме Ферми, что приводит к тому же объему Ферми, что и для гомолог соединения с двухвалентным редкоземельным элементом.Кроме того, наши данные ARPES и наши расчеты показывают, что возникновение AFM-порядка приводит к заметным изменениям поверхностей Ферми из-за сворачивания зон и их расщепления. Сильные изменения между PM и AFM-состояниями, рассчитанными и наблюдаемыми для EuRh ₂ Si ₂ , указывают на то, что образование AFM-состояния в YbRh ₂ Si ₂ очень вероятно также приводит к сильным изменениям в его большой поверхности Ферми. . Следовательно, такого рода изменения, как альтернатива изменениям в квазичастице из-за пробоя Кондо, должны рассматриваться в противоречивом анализе и обсуждении происхождения транспортных свойств, наблюдаемых при пересечении ККТ в упорядоченное состояние в этом система.

В заключение, важным поучительным результатом нашей работы является четкая демонстрация различных наборов спин-поляризованных состояний, сохраняющихся на двух различных поверхностных окончаниях EuRh ₂ Si ₂ . Конечная поверхность Si демонстрирует, в основном, странствующий магнетизм, ограниченный поверхностью из-за наличия поверхностных состояний Шокли, которые связаны посредством обменного взаимодействия с моментами Eu 4 f в четвертом слое под поверхностью Si. Однако поверхность с концом Eu демонстрирует в основном объемные электронные состояния, которые демонстрируют сильное резонансное поведение на поверхности Eu.Благодаря обменной связи с самыми верхними поляризованными моментами Eu 4 f 90 532 эти состояния сами становятся спин-поляризованными вблизи поверхности. Эти результаты ясно показывают, что магнитоупорядоченная гетеросистема может проявлять любопытный и совершенно другой магнетизм на своей поверхности в зависимости от составляющих типов поверхностных атомов, что сложно предсказать и может быть интересно для технологических приложений.