Спиновая динамика в системах с немагнитным основным состоянием на основе Yb и Sm тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Немковский, Кирилл Сергеевич

• Немковский, Кирилл Сергеевич
• кандидат физико-математических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Немковский, Кирилл Сергеевич

Введение

Глава I. Обзор литературы и постановка задачи

1.1. Кон до-изоляторы

1.1.1. Классификация РЗ СКЭС

1.1.2. Свойства кондо-изоляторов

1.1.3. Теоретические подходы к проблеме кондо-изоляторов

1.2. Модельные представления о КЭП

1.3. Нейтронная спектроскопия как метод изучения спиновой 36 динамики в РЗ соединениях

1.4. Выбор объектов исследования, обзор их свойств и постановка 44 задачи

1.4.1. Физические свойства YbB]

1.4.2. Физические свойства Sm(Y)S

1.4.3. Основные физические задачи работы

Глава II. Образцы, методика экспериментов и обработки данных

II. 1. Образцы и их аттестация

11.2. Приборная база

11.3. Условия экспериментов

11.4. Методика обработки спектров НРН: выделение магнитной 65 составляющей функции рассеяния

Глава III. Экспериментальные результаты

III. 1. Спиновая динамика в кондо-изоляторе YbB\

III. 1.1. Дисперсия магнитных возбуждений в YbB\2 при 73 низких температурах

III. 1.2. Структура спектрального магнитного отклика YbB)2 79 при высоких температурах

III. 1.3. Влияние допирования лютецием на динамический 81 магнитный отклик YbBi

III. 1.4. КЭПв YbBn

III.2. Спиновая динамика в ПВ фазе допированного сульфида 88 самария Sm(Y)S

111.2.1. Структура спектрального магнитного отклика в 88 Sm(Y)S

111.2.2. Дисперсия магнитных возбуждений в Sm(Y)S

Глава IV. Анализ и обсуждение результатов

IV. 1. Спиновая динамика в YbBn'. высокие температуры

IV.2. Спиновая динамика в YbB]2: низкие температуры

IV.3. Температурная эволюция спектрального магнитного отклика 103 в YbBn

1V.4. Дисперсия магнитных возбуждений в Sm(Y)S

IV.5. Особенности основного состояния в кондо-изоляторах на 112 основе Yb и Sm

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Спиновая динамика в системах с немагнитным основным состоянием на основе Yb и Sm»

Сильнокоррелированные электронные системы (СКЭС) на основе редкоземельных (РЗ) элементов остаются предметом пристального интереса исследователей на протяжении нескольких десятилетий благодаря широкому .многообразию демонстрируемых ими физических явлений, таких как тяжелые фермионы (ТФ), промежуточная валентность (ПВ), нефермижидкостное (НФЖ) поведение и т.п.

Большинство РЗ СКЭС — металлы, но существует небольшая группа систем, в которых при понижении температуры в плотности электронных состояний открывается узкая щель (или псевдощель) вблизи уровня Ферми и происходит переход металл-полупроводник с одновременным полным подавлением локального магнитного момента. Первоначально диэлектрическое немагнитное основное состояние в этих соединениях трактовалось в рамках концепции кондо-решетки, из-за чего они получили название кондо-изоляторов. К этому классу относят ряд интерметаллидов на основе церия {Се^В'цР^, CeNiSn и т. п.), додекаборид иттербия YbB 12, а также ПВ полупроводники на основе самария SmBh и SmS (в SmS ПВ режим и связанное с ним поведение типа кондо-изолятора реализуется при приложении внешнего или так называемого «химического» давления, т.е. частичного замещения Sm на какой-либо ион меньшего радиуса, например Y).

Позже стало ясно, что природа основного состояния этих систем существенно сложнее, и для описания их свойств необходимо учитывать наличие конкуренции и взаимовлияния нескольких взаимодействий внутри и между электронной, спиновой и, возможно, фононной подсистемами. В этом отношении кондо-изоляторы сходны с рядом других классов СКЭС, в частности, высокотемпературными- сверхпроводниками — (ВТСП), материалами- с колоссальным магнетосопротивлением и НФЖ-системами.

Проблема понимания природы основного состояния в таких системах -одна из ключевых в современной физике конденсированного состояния, и кондо-изоляторы являются хорошими модельными системами для решения задачи о развитии подходов к их описанию. Почти все кондо-изоляторы имеют кубическую структуру, что делает их значительно более удобными объектами исследования (как экспериментального, так и теоретического), чем, например, ВТСП или КМС-системы. Кроме того, тесная связь магнитных и транспортных свойств в кондо-изоляторах позволяет эффективно совмещать при их изучении различные экспериментальные методы, чувствительные к поведению либо спиновой, либо зарядовой подсистемы.

Наряду с этим общефизическим смыслом, исследования кондо-изоляторов имеют и самостоятельный интерес. Эти системы демонстрируют довольно высокие термоэлектрические показатели в области температур ниже 300К, а в сочетании с возможностью оптимизации соотношения между электро- и теплопроводностью, они могут рассматриваться как потенциальные материалы для термоэлектрических устройств этого диапазона температур. Исследования микроскопических механизмов формирования физических свойств таких систем в силу этих причин весьма актуальны. При этом, поскольку многие интересные эффекты обусловлены поведением /-электронной подсистемы, большое значение. имеют методы, дающие информацию о спектре возбуждений 4/-электронов, и f особое место среди них занимает нейтронная спектроскопия как уникальный метод анализа спиновой (магнитной) динамики.

Наиболее детально исследованы спектры магнитных возбуждений цериевых кондо-изоляторов и одного из двух известных (SmBb и SmS) кондо-изоляторов на основе самария - гексаборида самария SmBb. Для их описания был предложен ряд моделей с учетом гибридизации локализованных /-электронов с электронами зоны проводимости, эффектов кристаллического электрического поля (КЭП) и эффекта Кондо. Вместе с тем информация о спиновой динамике в YbB 12 - единственном кондо-изоляторе на основе Yb (который часто рассматривают как дырочный аналог цериевых кондо-изоляторов) - ограниченна и противоречива. ,

Другой вопрос, существенный для понимания физики кондо-изоляторов, связан с межионным обменным взаимодействием типа РККИ. При высоких температурах для этих систем характерно наличие локализованных магнитных моментов, поэтому, хотя при понижении температуры в них формируется немагнитное основное состояние, магнитные корреляции могут проявляться в виде динамических эффектов, исследование которых позволит лучше понять природу основного состояния.

Вплоть до настоящего времени из всех кондо-изоляторов влияние обменного взаимодействия между РЗ ионами на магнитный отклик системы было обнаружено и изучено только для соединения CeNiSn. Другим подходящим кандидатом для исследования подобного рода эффектов (наряду с YbB]2, в котором спиновые возбуждения, по-видимому, имеют кооперативный характер), является также сульфид самария. Считается, что в этой системе имеет место ПВ состояние экситонного типа, в целом аналогичное тому, что наблюдается в SmB^ Вместе с тем наличие в целочисленно-валентной фазе SmS магнитных корреляций Sm-Sm, приводящих к дисперсии спин-орбитального (СО) возбуждения 7F() —» 1F\ позволяет предположить, что в этой системе, в отличие от SmBfa межионное обменное взаимодействие также может оказывать существенное влияние на ее свойства и после перехода в ПВ состояние. Решение , этой задачи представляет особый и самостоятельный интерес еще и потому, что, возможность сосуществования магнитных корреляций с зарядовыми и спиновыми межконфигурационными флуктуациями, характерными для ПВ режима, на сегодняшний день вообще изучена довольно слабо (единственное исключение - магнитное упорядочение в ПВ халькогенидах туллия).

Целью работы являлось экспериментальное исследование природы и условий формирования основного состояния и динамического магнитного отклика (спектра магнитных возбуждений) YbBJ2, а также поиск в спектральном магнитном отклике Sm(Y)S признаков формирования экситоноподобного промежуточно-валентного состояния и исследование влияния на спектр магнитных возбуждений Sm(Y)S межионного обменного взаимодействия Sm-Sm.

Основные задачи работы:

1. Исследовать дисперсию и температурную эволюцию магнитных возбуждений в YbBn.

2. Выяснить, как трансформируется спектр магнитных возбуждений YbBl2 при нарушении регулярности РЗ подрешетки.

3. Получить экспериментальную оценку параметров потенциала КЭП в YbB\2.

4. Проанализировать роль различных факторов (регулярности РЗ подрешетки, эффектов КЭП, межионного обменного взаимодействия и гибридизации f-электронной оболочки с электронами проводимости) в формировании особенностей динамического магнитного отклика YbB\2.

5. Детально исследовать структуру спектра магнитных возбуждений, а также зависимость их характеристик от волнового вектора в ряду Sm\.xYxS при различных значениях валентности самария.

6. Проанализировать, каким образом реализуется экситонное ПВ состояние в-условиях обменного взаимодействия Sm-Sm.

Для выполнения поставленных в данной работе задач в качестве основного был выбран метод неупругого рассеяния нейтронов (НРН), позволяющий непосредственно наблюдать магнитные возбуждения /^электронной оболочки и исследовать зависимость их характеристик (энергии, интенсивности и времени жизни) от волнового вектора во всей зоне Бриллюэна.

Научная новизна, основные результаты, выносимые на защиту: г ' s

1. Впервые методом НРН!(в,том числе с поляризационным анализом) проведено комплексное исследование спиновой динамики в кондо-изоляторе YbB\2. В экспериментах на монокристаллическом образце YbB\2 определена дисперсия магнитных возбуждений и изучена их температурная эволюция. На серии моно- и поликристаллических образцов Yb\.xLuxB\2 (х = 0.2 . 0.9) исследовано влияние на спектральный магнитный отклик YbB\2 нарушения регулярности редкоземельной подрешетки и проанализирована зависимость спектральных характеристик от концентрации допирующих немагнитных ионов (Lu). Экспериментально определены параметры потенциала кристаллического электрического поля в YbB\2 и получена оценка возможного расщепления основного СО мультиплета иона Yb3+. -

2. Установлено, что:

• при низких температурах (Т<40К)-динамический магнитный отклик YbB\2 вблизи края спиновой щели формируется тремя дисперсионными возбуждениями (А/1, Ml и М3) со средними энергиями 15, 20 и 40 мэВ, при этом релаксация низкоэнергетического возбуждения Ml подавлена, что позволяет рассматривать его как резонансное возбуждение внутри щели;

• нарушение регулярности РЗ подрешетки при частичном замещении: Yb на Lu приводит к заметному демпфированию и постепенному подавлению низкоэнергетического возбуждения М1,,однако собственно спиновая щель и более высокоэнергетические возбуждения М2 и МЗ сохраняются г вплоть до низких концентраций Yb, соответствующих одноионному пределу;

• при высоких температурах (Т>120К) динамический магнитный отклик YbB\2 имеет одноузельный спин-флуктуационный: характер с остаточными эффектами КЭГ1 ш содержит две спектральные компоненты: широкий (F/2 ~ 8 мэВ) квазиупругий пик и, также широкий, неупругий пик Mh с энергией £ « 20 мэВ;

• переход от щелевого спектра с кооперативными возбуждениями к одноузельному спин-флуктуационному отклику происходит в сравнительно узкой области температур вблизи Т* и 50К и осуществляется путем подавления возбуждениий Ml, Ml и МЗ с одновременным появлением нового бездисперсионного возбуждения Щ и широкого сигнала квазиупругого рассеяния; при этом Т* заметно меньше энергии всех возбуждений в спектре.

3. Анализ всех полученных для КЫ?^ результатов позволяет предположить, что щель ~20 мэВ' в низкотемпературном спектре обусловлена формированием одноузельного по природе синглетного основного состояния за счет f-d гибридизации на ионах Yb. Тонкая структура спектра магнитных возбуждений YbB\2, по-видимому, может быть связана, с эффектами кристаллического поля, перенормированными вследствие сильной f-d гибридизации, и наличием; антиферромагнитных (АФМ) корреляций, за счет которых внутри щели появляется; дополнительное резонансное возбуждение типа спинового экситона.

4. Впервые детально исследована структура спектра магнитных возбуждений -в системе Sm(Y)S в зависимости от степени промежуточной валентности Sm, а также роль межионного обменного взаимодействия Sm-Sm в формировании спектрального магнитного отклика Sm(Y)S в промежуточно-валентной фазе. v 7 21

5. Установлено, что в области энергий СО перехода FQ —> F\ конфигурации Sm в промежуточно-валентном Sm(Y)S наблюдается дополнительное дисперсионное магнитное возбуждение той же симметрии, принадлежащее спектру экситоноподобного промежуточно-валентного состояния Sm. Структура спектра магнитных возбуждений Sm(Y)S и их дисперсия могут быть полу количественно описаны в рамках феноменологической модели, учитывающей наличие обменного взаимодействия между /^-электронными состояниями экситонного типа на каждом ионе Sm.

Полученные в диссертационной работе экспериментальные результаты важны для дальнейшего развития и систематизации представлений о природе необычных свойств кондо-изоляторов и родственных им систем, а также многокомпонентных СКЭС с конкуренцией взаимодействий в целом. Проведенные исследования также будут способствовать решению задачи создания на основе РЗ соединений новых функциональных материалов с заданными свойствами.

Работа содержит 138 страниц, 47 рисунков и 4 таблицы.

1 , Работа выполнена в Лаборатории нейтронных и синхротронных исследований ИСФТТ РНЦ «Курчатовский институт». Эксперименты по f неупругому рассеянию нейтронов проводились в Лаборатории Резерфорда-Эпплтона (Великобритания), Лаборатории Леона Бриллюэна (Франция) и Институте Лауэ-Ланжевена (Франция).

Основные результаты, легшие в основу диссертации, опубликованы в работах [108, 115-124] и представлялись на 14 национальных и международных конференциях.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Немковский, Кирилл Сергеевич

V. Заключение (выводы)

1. Впервые методом НРН (в том числе с поляризационным анализом) проведено комплексное исследование спиновой динамики в кондо-изоляторе YbB\2. В экспериментах на монокристаллическом образце YbB\2 определена дисперсия магнитных возбуждений и изучена их температурная эволюция. На серии моно- и поликристаллических образцов Yb\.xLuxB\2 (х = 0.2 . 0.9) исследовано влияние на спектральный магнитный отклик YbBu нарушения регулярности редкоземельной подрешетки и проанализирована зависимость спектральных характеристик от концентрации допируюших немагнитных ионов (Lu). Экспериментально определены параметры потенциала кристаллического электрического поля в YbB\2 и получена оценка возможного расщепления основного СО мультиплета иона Yb3+.

2. Установлено, что:

• при низких температурах (Т<40К) динамический магнитный отклик YbB\2 вблизи края спиновой щели формируется тремя дисперсионными i возбуждениями (Ml, Ml и Mi) со средними энергиями 15, 20 и 40 мэВ, при этом релаксация низкоэнергетического возбуждения Ml подавлена, что позволяет рассматривать его как резонансное возбуждение внутри щели;

• нарушение регулярности РЗ подрешетки при частичном замещении Yb на Lu приводит к заметному демпфированию и постепенному подавлению низкоэнергетического возбуждения Ml, однако собственно спиновая щель и более высокоэнергетические возбуждения Ml и МЗ сохраняются вплоть до низких концентраций Yb, соответствующих одноионному пределу;

• при высоких температурах (Т>120К) динамический магнитный отклик YbB\2 имеет одноузельный спин-флуктуационный характер с остаточными эффектами КЭП и содержит две спектральные компоненты: широкий (Г/2 ~ 8 мэВ) квазиупругий пик и, также широкий, неупругий пик М/, с энергией £ « 20 мэВ;

• переход от щелевого спектра с кооперативными возбуждениями к одноузельному спин-флуктуационному отклику происходит в сравнительно узкой области температур вблизи Т* ~ 50К и осуществляется путем подавления возбуждениий ML, Ml и МЗ с одновременным появлением нового бездисперсионного возбуждения М/, и широкого сигнала квазиупругого рассеяния; при этом Г* заметно меньше энергии всех возбуждений в спектре.

3. Анализ всех полученных для YbB\2 результатов позволяет предположить, что щель -20 мэВ в низкотемпературном спектре обусловлена формированием одноузельного по природе синглетного основного состояния за счет f-d гибридизации на ионах Yb. Тонкая структура спектра магнитных возбуждений YbB\2, по-видимому, может быть связана с эффектами кристаллического поля, перенормированными вследствие сильной f-d гибридизации, и наличием антиферромагнитных (АФМ) корреляций, за счет которых внутри щели появляется дополнительное резонансное возбуждение типа спинового экситона.

4. Впервые детально исследована структура спектра магнитных возбуждений в системе Sm(Y)S в зависимости от степени промежуточной валентности Sm, а также роль межионного обменного взаимодействия Sm-Sm в формировании спектрального магнитного отклика Sm(Y)S в промежуточно-валентной фазе. i

7 7

5. Установлено, что в области энергий СО перехода Fq —» F\ конфигурации Sm" в промежуточно-валентном Sm(Y)S наблюдается дополнительное дисперсионное магнитное возбуждение той же симметрии, принадлежащее спектру экситоноподобного промежуточно-валентного состояния Sm. Структура спектра магнитных возбуждений Sm(Y)S и их дисперсия могут быть полуколичественно описаны в рамках феноменологической модели, учитывающей наличие обменного взаимодействия между /-электронными состояниями экситонного типа на каждом ионе Sm.

В заключение я считаю своим приятным долгом выразить глубокую признательность д.ф.-м.н. И. А. Алексееву за1 руководство работой, профессору Ж.-М. Миньо (J.-M. Mignot) за плодотворную совместную работу и конструктивные обсуждения полученных результатов, а также моим коллегам д.ф.-м.н. профессору И.П.Садикову, к.ф.-м.н. В. Н. Лазукову, к.ф.-м.н. Е. В. Нефедовой, А. В. Рыбиной и Н. Н. Тидену за постоянные поддержку, внимание и помощь в работе. Я благодарен к.ф.-м.н. А. С. Иванову и доктору Р. Бюли (R. I. Bewley) за помощь в проведении нейтронных экспериментов; доктору У. Штаубу (U. Staub) и профессору д.ф.-м.н. А. П. Менушенкову за предоставленные данные по валентности самария в исследуемых образцах; д.ф.-м.н. Н. М. Плакиде, д.ф.-м.н. академику Ю. М. Кагану, д.ф.-м.н. К. А. Кикоину, профессору П. Райзборо (P. S. Riseborough), профессору С. Лью (S. Н. Liu) и профессору Б. Дорнеру (В. Dorner) за полезные обсуждения.

Неоценимый вклад в выполнение настоящей работы внесли к.ф.-м.н. Н. Ю. Шицевалова, д.ф.-м.н. Ю. Б. Падерно, доктор Ф. Ига (F. Iga), профессор Т. Такабатаке (Т. Takabatake), д.ф.-м.н. А. В. Голубков и доктор А. Очиай (A. Ochiai), которым я чрезвычайно признателен за изготовление образцов.

Я также благодарен руководству ИСФТТ в лице профессора член-корр. РАН д.ф.-м.н. Н. А. Черноплекова, профессора д.ф.-м.н. Н. В. Знаменского, и к.т.н. В. К. Ожогиной за поддержку в работе над диссертацией.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Немковский, Кирилл Сергеевич, 2008 год

1. J. Kondo, Resistance minimum in dilute magnetic alloys, Prog. Theor. Phys. (Kyoto) 32 (1964) pp. 37-49.

2. J. M. Lawrence, P. S. Riseborough, R. D. Parks, Valence fluctuation phenomena, Rep. Prog. Phys. 44 (1981) pp. 1-84

3. G. R. Stewart, Heavy-fermion systems, Rev. Mod. Phys. 56 (1984) pp. 755-787.

4. M. Loewenhaupt, К. H. Fisher, Valence-fluctuation and heavy-fermion 4f systems, in Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths, eds. K. A. Gschneider, Jr., L. Eyring, Vol. 16, North-Holland, Amsterdam, 1993, pp. 1-105.

5. P. Wachter, Intermediate valence and heavy fermions, in Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths, eds. K. A. Gschneidner, Jr., L. Eyring, G. H. Lander, G. R. Choppin (North-Holland, Amsterdam, 1994) 19, pp. 177-382.

6. L. L. Hirst, Configuration crossover in Af substances under pressure, J. Phys. Chem. Solids 35 (1974) pp. 1285-1296.

7. С. M. Varma, Y. Yafet, Magnetic susceptibility of mixed-valence rare-earth compounds, Phys. Rev. В 13 (1976) pp. 2950-2954.

8. P.W. Anderson, Localized magnetic states in metals, Physical Review, Vol. 124, No.l, 1961, pp. 41-53.

9. T. A. Kaplan, S. D. Mahanti, Localized-electron mechanism for configuration mixing in Sm compounds, Phys. Lett. A 51 (1975) pp. 265-266.

10. К. А. Кикоин, О природе "золотой" фазы сульфида самария, ЖЭТФ 85 (1983) стр. 1000-1016.

11. К. A. Kikoin, Е. G. Goryachev, V. A. Gavrichkov, A novel explanation of the phase transition with the valence change in cation-substituted samarium monochalcogenides, Sol. Stat. Commun. 60 (1986) pp. 663-667.

12. A. S. Mishchenko, K. A. Kikoin, Lattice dynamics of rare-earth semiconductors with unstable valence, J. Phys.: Condens. Matter 3 (1991) pp. 5937-5954.

13. К.А.Кикоин, А.С.Мищенко, Резонансные состояния в колебательных спектрах полупроводников с промежуточной валентностью, ЖЭТФ 104 (1993) стр. 3810-3834.

14. К. A. Kikoin, A. S. Mishchenko, Magnetic excitations in intermediate-valence semiconductors with a singlet ground state, J. Phys.: Condes. Matter 7 (1995) pp. 307313.

15. S. Gurnoe, K. A. Kikoin, Electron self-trapping in intermediate-valent SmB6, Phys. Rev. В 61 (2000) pp. 15714-15725.

16. G. Aeppli, Z. Fisk, Kondo insulators, Comments Condens. Matter Phys. 16 (1992) 155-165.

17. P. S. Riseborough, Heavy fermion semiconductors, Advances in Physics 49 (2000) pp. 257-320.

18. F. Iga, S. Hiura, J. Klijn, N. Shimizu, T. Takabatake, M. Ito, Y. Matsumoto, F. Masaki, T. Suzuki, T. Fujita, Kondo-semiconductor to Kondo-impurity transition in, the heat capacity of Yb,.xLuxBi2, Physica В 259-261 (1999) pp: 321-314.

19. M.F.Hundley P. C. Canfield, J.D.Thompson, Z. Fisk, J.M.Lawrence, Hybridization gap in Ce3Bi4Pt3, Phys. Rev. В 42 (1990) pp. 6842-6845.

20. A. Menth, E. Buehler, Т. H. Geballe, Magnetic and semiconducting properties of SmB6, Phys. Rev. Lett. 22 (1969) pp. 295-297.

21. J.C. Nickerson, R.M. White, K.N. Lee, R. Bachman, Т. H. Geballe, G.W. Hull, Phys. Rev. B, vol. 3, № 6, pp.2030-2042 (1971)

22. A. Severing, J. D. Thompson, P. C. Canfield, Z. Fisk, P. Riseborough, Gap in the magnetic excitation spectrum of Ce3Bi4Pt3, Phys. Rev. В 44 (1991) pp. 6832-6837.

23. Т. E. Mason; G. Aeppli, A. P. Ramirez, K. N. Clausen, C. Broholm, N. Stucheli,, E. Bucher, Т. Т. M. Palstra, Spin gap and antiferromagnetic correlations in the Kondo; insulator CeNiSn, Phys. Rev. Lett. 69 (1992) pp. 490-493

24. T. J. Sato, H. Kadowaki, H. Yoshizawa, T. Ekino, T. Takabatake, H. Fujii, L.-P. Regnault, Y. Isikawa, Neutron scattering study of antiferromagnetic correlations in the Kondo semiconductor CeNiSn, J.Phys.: Condens. Matter 7 (1995) 8009-8026.

25. A. Bouvet, Т. Kasuya, М. Bonnet, L.P. Regnault, J. Rossat-Mignod, F. Iga, B. Fak, A. Severing, Magnetic excitations observed by means of inelastic neutron scattering in polycrystalline YbB12, J. Phys.: Condens. Matter 10 (1998) pp.5667-5677.

26. E. V. Nefeodova, P. A. Alekseev, J.-M. Mignot, V. N. Lazukov, I. P. Sadikov, Yu. B. Paderno, N. Yu. Shitsevalova, R. S. Eccleston, Inelastic neutron scattering study of the Kondo semiconductor YbB]2, Phys. Rev. В 60 (1999) pp 13507-13512.

27. Э. E. Вайнштейн, С. M. Блохин, Ю; Б. Падерно, Рентгеноспектральное исследование гексаборида самария, ФТТ 6 (1964) стр. 2909-2912

28. R. L. Cohen, М. Eibschutz, К. W. West, Electronic and magnetic structure of SmBe, Phys. Rev. Lett. 24 (1970) pp. 383-386.

29. W. C. Martin, R. Zalubas, L. Hagan, Atomic energy levels the rare earth elements. Natl. Stand. Ref. Data Ser., Natl. Bur. Stand. 60 (1978) U.S. Government Printing Office, Washington.31. http://amods.kaeri.re.kr/level/LEVEL.html

30. P. A. Alekseev, V. N. Lazukov, R. Osborn, B. D. Rainford, I. P: Sadikov, E. S. Konovalova, Yu. B. Paderno, Neutron scattering study of the intermediate-valent ground state in SmB6, Europhys. Lett. 23 (1993) pp. 347-353.

31. P. A. Alekseev, A. S. Ivanov, V. N. Lazukov, I. P. Sadikov, A-. Severing, Temperature effects in phonon dispersion of SmBg intermediate valence semiconductor, PhysicaB 180&181 (1992) pp.281-283.

32. В. П. Жузе, А. В. Голубков, E. В. Гончарова, Т. И. Комарова, В. М. Сергеева, Электрические свойства SmS, ФТТ 6 (1964) стр. 268-271.

33. A. Jayaraman, V. Narayanamurti, E. Bucher, R. G. Maines, Continuous and discontinuous semiconductor-metal transition in samarium monochalcogenides under pressure, Phys. Rev. Lett. 25 (1970) pp. 1430-1433.

34. M. B: Maple, D. Wohlleben, Nonmagnetic 4f shell in the high-pressure phase of SmS, Phys. Rev. Lett. 27 (1971) pp.511-515.

35. J. M: D. Coey, S. K. Ghatak, M: Avignon, F. Holtzberg, Phys. Rev. В 14 (1976) pp.3744-3752.

36. S. D. Bader, N. E. Philips, D: B. McWhan, Heat capacity and resistivity of metallic SmS at high pressure, Phys. Rev. В 7 (1973) pp. 4686-4688.

37. F. Holtzberg, J. Witting, Intermediate valent metallic SmS and SmSe: A new puzzle, Solid State Commun., 40 (1981) pp. 315-319.

38. F. Lapierre, M. Ribault, F. Holtzberg, J. Flouquet, New states in SmS ?, Solid State Commun., 40 (1981) pp. 347-351.

39. S: M. Shapiro, R. J. Birgeneau, E. Bucher, Magnetic excitations in semiconducting SmS, Phys. Rev. Lett. 34 (1975) pp. 470-473

40. A. Barla, J. P. Sanchez, Y. Haga, G. Lapertot, B. P. Doyle, O. Leupold^ R. Ruffer, M. M. Abd-Elmeguid, R. Lengsdorf, J. Flouquet, Pressure-induced magnetic order in golden SmS, Phys. Rev. Lett. 92 (2004) pp. 066401-1 066401-4.

41. Y. Haga, J. Derr, A. Barla, B. Salce, G. Lapertot, I. Sheikin, K. Matsubayashi, N. K. Sato, J. Flouquet, Pressure-induced magnetic phase transition in gold-phase SmS, Phys. Rev. В 70 (2004) pp. 220406-1 220406:4.

42. P. P. Deen, D. Braithwaite, N. Kernavanois, L. Paolasini, S. Raymond, A. Barla, G. Lapertot, J. P. Sanchez, Structural and electronic transitions in the low-temperature, high-pressure phase of SmS, Phys. Rev. В 71' (2005) pp. 245118-1 245118-5.

43. D. B: McWhan, S. M. Shapiro, J. Eckert, H. A. Mook, R. J. Birgeneau, Pressure dependence of magnetic excitations in SmS, Phys. Rev. В 18 (1978) pp. 3623-3630.

44. H. A. Mook, D. B« McWhan, F. Holtzberg, Lattice dynamics of mixed-valent SmS, Phys. Rev. В 25 (1982) pp. 4321-4323.

45. A. Jayaraman, P. Dernier, L. D. Longinotti, Study of the valence transition in SmS induced by alloying, temperature, and pressure, Phys. Rev. В 11 (1975) pp. 2783-2794.

46. M. Campagna, S. Т. Chui, G. К. Wertheim, Transition to intermediate valence state and x-ray photoemission in SmixGdxS; Phys. Rev. В 14 (1976) pp. 653-657.

47. T. Penney, F. Holtzberg, Virtual bound states and configurational mixing in Smj. XYXS alloys, Phys. Rev. Lett. 34 (1975) pp. 322-325.

48. L. J. Tao, F. Holtzberg, Valence transitions of Sm in monosulflde solid solutions, Phys. Rev. В 11((1975) pp. 3842-3849:

49. Z. Fisk, J. L. Sarrao, J. D: Thompson; D. Maridrus, M. F. Hundley, A". Miglori, B. Bucher, Z. Schlesinger, G. Aeppli, E. Bucher, J. F. DiTusa, C. S. Oglesby, H.-R. Ott, P. C. Canfield, S. E. Brown, Physica-В 206&207 (1995) pp. 798-803.

50. P. S. Riseborough, Theory of the dynamic magnetic response of Ce3Bi4Pt3: a heavy fermion semiconductor, Phys. Rev. В 45 (1992) pp. 13984-13995

51. P. S. Riseborough, Theory of temperature-dependent angle-resolved-photoemission spectrum of heavy-fermion semiconductors, Phys. Rev. B 58 (1998) pp. 15534-15547.

52. H. Ikeda, K. Miyake, A theory of anisotropic semiconductor of heavy fermions, J: Phys. Soc. Jpn. 65 (1996) pp. 1769-1781

53. J. Moreno, P. Coleman, Gap-anisotropic model for the narrow-gap Kondo insulators, Phys. Rev. Lett. 84,(2000) pp. 342-345

54. A. Severing, T. Perring, J: D. Thompson, P. C. Canfield, Z. Fisk, Spin-hole doping in the Kondo-insulator Ce3Bi4Pt3 studied by neutron scattering, Physica В 199&200 (1994) pp. 480-482.

55. S. H. Liu, Theory of the correlated-electron semiconductor Ce3Bi4Pt3, Phys. Rev. B. 60(1999) pp. 13429-13438.

56. S. H. Liu, Correlated insulating ground state of Ce3Bi4Pt3, Phys. Rev. В 63 (2001) pp. 184108-1 184108-5.

57. T. Kasuya, Gap state in YbB]2 and SmB6: real Kondo insulators, Europhys. Lett. 26 (1994) pp. 277-281

58. T. Kasuya, Mixed valence state in SmB6, Europhys. Lett. 26 (1994) pp. 283-287.

59. Т. Kasuya, Physical mechanism in Kondo insulator, J. Phys. Soc. Jpn. 65 (1996) pp. 2548-2558.

60. J. С. Cooley, М. С. Aronson, A. Lacerda, Z. Fisk, Р. С. Canfield, R. P. Guertin, High magnetic fields and the correlation gap in SmB6, Phys. Rev. В 52 (1995) pp. 73227327.

61. N. E. Sluchanko, V. V. Glushkov, S. V. Demishev, A. A. Pronin, A. A. Volkov, M. V. Kondrin, A. K. Savchenko, S. Kunii, Low-temperature transport anisotropy and many-body effects in SmB6, Phys. Rev. В 64 (2001) pp. 153103-1 153103-4.

62. S. Gabani, K. Flachbart, E. Konovalova, M. Orendac, Y. Paderno, V. Pavlik, J. Sebek, Properties of the in-gap states in SmBe, Sol. Stat. Commun. 117 (2001) pp. 641-644

63. S. Gabani, E. Bauer, M. Delia Mea, K. Flachbart, Y. Paderno, V. Pavlik, N. Shitsevalova, Insulator-metal phase transition in SmB6 under pressure, J. Magn. Magn. Mater. 272-276 (2004) pp. 397-399.

64. K. W. Stevens, Fluctuating valence in SmS, J.Phys. C: Solid State Phys. 9 (1976) pp. 1417-1428.

65. S. H. Liu, Spin fluctuation theory for the insulating ground state of YbB12, Phys. Rev. В 63 (2001) pp* 115108-1 115108-6.

66. P. S. Riseborough, Spin excitons in heavy fermion semiconductors, J. Magn. Magn. Mater. 226-230 (2001) pp. 127-128.

67. P. S. Riseborough, Collapse of the coherence gap in Kondo semiconductors, Phys. Rev. В 68 (2003) pp. 235213-1 235213-12.

68. Т. Kasuya, Excitation spectra in Kondo insulators, Physica В 223&224 (1996) pp.402-408.

69. F. Iga, A. Bouvet, L.P. Regnault, T. Takabatake, A. Hiess, T. Kasuya, Magnetic excitations in a single crystal of the Kondo semiconductor YbB 12, J. Phys. Chem. Sol. 60 (1999) pp. 1193-1196.

70. M. T. Hutchings, Point-charge calculation of energy levels of magnetic ions in crystalline electric field, Solid State Physics 16 (1964) pp. 227-273.

71. K. W. H. Stevens, Matrix elements and operator equivalents connected with' magnetic properties of rare-earth ions, Proc. Phys. Soc. A 65 (1952) pp. 209-215.

72. A. J. Freeman, R. E. Watson, Theoretical investigation of some magnetic and spectroscopic properties of rare-earth ions, Phys. Rev. 127 (1962) pp. 2058-2075.

73. П.А.Алексеев; И. П. Садиков, В. П. Колядин, А. В. Мирмельштенй, Взаимодействие ионов Рг с кристаллическим электрическим полем и электронами проводимости в Кондо-системе СеАЬ, Письма в ЖЭТФ 39 (1984) стр. 477-480.

74. П. А. Алексеев, В. Н. Лазу ков, И. П. Садиков, А.Ю.Румянцев, Кристаллическое поле на парамагнитном ионе Рг в соединении с промежуточной валентностью CeNi5, Письма в ЖЭТФ 43 (1986) стр. 586-588.

75. P. A. Alekseev, W. Biihrer, V. N. Lazukov, Е. V. Nefeodova, I. P. Sadikov, O. D. Chistyakov, M. Zolliker, Low-temperature effects in magnetic spectral response of CeAl3-based systems, Physica В 217 (1996) pp. 241-251.

76. В. H. Лазуков, П. А. Алексеев, , E. С. Клементьев, Е.В.Нефедова, И. П. Садиков, Ж.-М. Миньо, Н. Б. Кольчугина, О. Д. Чистяков, Влияние нестабильной валентности ионов церия на кристаллическое поле в соединениях типа ReNi, ЖЭТФ 113 (1998) стр. 1731-1747.

77. К. R. Lea, М. J. М. Leask, W. P. Wolf, The raising of angular momentum degeneracy of f-electron terms by cubic crystal fields, J. Phys. Chem. Solids 23 (1962) pp. 1381-1405.

78. R. J. Birgeneau, Transition probabilities for f-electron J-multiplets in cubic crystal fields, J. Phys. Chem. Solids 33 (1972) pp. 59-68.

79. W.Marshall, S. W. Lovesey, Theory of Thermal Neutron Scattering, Clarendon Press, Oxford^ 1971.

80. E. Holland-Moritz, D. Wohlleben, M. Loewenhaupt, Anomalous paramagnetic neutron spectra of some intermediate-valence compounds, Phys. Rev. В 25 (1982) pp. 7482-7503.

81. E. Balcar, S. W. Lovesey. Theory of magnetic neutron and photon scattering. Oxford University Press, Oxford, 1989.

82. R. M: Moon, T. Riste, W. G. Koehler, Polarization analysis of thermal-neutron scattering, Phys. Rev. 181 (1969) pp. 920-931.

83. O: Scharpf, Hi Capellmann, The JffZ-difference method with polarized neutrons and the separation of coherent, spin incoherent, and magnetic scattering cross sections in a multidetector, Phys. Stat. Sol. (a) 135 (1993) pp. 359-379.

84. A. Shigemoto, S. Imada, A. Sekiyama, A. Yamasaki, A. Irizawa, T. Muro, Y. Saitoh, F. Iga, T. Takabatake, S. Suga, High resolution soft X-ray photoemission of Kondo insulator YbB12, J. Electr. Spectr. Rel. Phenom. 144-147 (2005) pp. 671-673.

85. K. Ikushima, Y. Kato, M. Takigawa, F. Iga, S. Hiura, T. Takabatake, ,7,Yb NMR in the Kondo semiconductor YbB12, Physica В 281&282 (2000) 274-275.

86. G. M. Kalvius, D. R. Noakes, N. Marcano, R. Wappling, F. Iga, T. Takabatake, Dynamics of the internal field in RB!2 (R=Er, Yb, Lu), Physica В 326 (2003) pp. 398402.

87. H. Okamura, S. Kimura, H. Shinozaki, T. Nanba, F. Iga, N. Shimizu, T. Takabatake, Optical conductivity of the Kondo insulator YbB)2: gap formation and low-energy excitations, Phys. Rev. В 58 (1998) pp. R7496-R7499.

88. F. Iga, N. Shimizu, T. Takabatake, Single crystal growth and physical properties of Kondo insulator YbB12, J. Magn. Magn. Mater. 177-181 (1998) pp. 337-338.

89. F. Iga, Т. Suemitsu, S. Hiura, K. Takagi, K. Umeo, M. Sera, T. Takabatake, Thermoelectric properties of the Kondo semiconductor : Ybj.4LuxBi2, J. Magn. Magn. Mater. 226-230 (2001) pp.137-138.

90. H. Okamura, M. Matsunami, T. Inaoka, T. Nanba, S. Kimura, F. Iga, S. Hiura, J. Klijn, T. Takabatake, Optical conductivity of Ybi.xLuxBi2: energy gap and mid-infrared peak in diluted Kondo semiconductors, Phys. Rev. В 62 (2000) pp. R13265-R13269.

91. T. Mutou, Effects of magnetic-ion dilution in Kondo insulators, Phys. Rev. В "64 (2001) pp. 165103-1 165103-5.

92. T. Saso, H. Harima, Formation mechanism^ of hybridization gap,.'in Kondoiinsulators based on a realistic band model and application to YbB^, J. Phys. Soc. Jpn. 72 (2003) pp. 1131-1137. ,

93. H. A.Mook, R. M. Niclow, T. Penney, F. Holtzberg, M. W. Shafer, Phonondispersion in intermediate-valence Sm075Y025S, Phys. Rev. В 18 (1978) pp. 2925-2928.f

94. H. A. Mook, R. M. Niclow, Neutron-scattering investigation of the phonons in intermediate-valence Sm075Yo.25S, Phys. Rev. В 20 (1979) pp. 1656-1662.

95. H. A. Mook, T. Penney, F. Holtzberg, M. W. Shafer, Magnetic excitations in the intermediate valence system Smo75Yo.2sS, J. Phys. (Paris) Colloq. 39 (1978) C6-837-C6-839.

96. E. Holland-Moritz, E. Zirngiebl, S. Blumenroder, Resonant coupling of optical phonons to J-multiplet excitations in intermediate valent Smo.75Yo.25S, Z. Phys. В -Condens. Matter 70 (1988) pp. 395-398.

97. E. С. Клементьев, П. А. Алексеев, G. Г. Кривенцов, В: Н. Лазуков, Программа количественной обработки спектров неупругого рассеяния нейтронов, препринт ИАЭ-5830/9, Москва (1994) 10 стр.

98. А. P. Murani, Paramagnetic scattering from the valence-fluctuation compound YbAl3, Phys. Rev. B<50'(1994) pp. 9882-9893. I

99. K. S. Nemkovski, P. A. Alekseev, J.-M. Mignot, N.N. Tiden, Phonons in the Kondo insulator YbBi2, Phys. Stat. Sol. (с) 1 (2004) pp. 3093-3096.

100. J.-M. Mignot, P. A. Alekseev, K. S. Nemkovski, L.-P. Regnault, F.Iga, T. Takabatake, Evidence for short-range antiferromagnetic fluctuations in Kondo-insulator YbBi2, Phys. Rev. Lett. 94, (2005) pp. 247204-1 247204-4.

101. J.-M. Mignot, P.A. Alekseev, K.S. Nemkovski, E.V. Nefeodova, A.V. Rybina, L.-P. Regnault, N.Yu. Shitsevalova, F. Iga and T. Takabatake, Neutron scattering study of spin and lattice dynamics in YbB/ ?, Physica B, vol. 383, Issue 1 (2006) pp. 16-19

102. K. S. Nemkovski, J.-M. Mignot, P. A. Alekseev, A. S. Ivanov, E. V. Nefeodova, A. V. Rybina, L.-P. Regnault, F. Iga, T. Takabatake, Polarized-Neutron Study of Spin Dynamics in the Kondo Insulator YbBi2, Phys. Rev. Lett. 99 (2007) 137204.

103. К. С. Немковский, П.А.Алексеев, Ж.-М. Миньо, И.П. Садиков,1 Температурная эволюция спектра магнитных возбуждений в кондо-изоляторе YbB12, Кристаллография*52 (2007) стр. 415-419.

104. K.G. Немковский, E.B. Нефедова; H.H. Тиден, Ж.-М. Миньо, Влияние Yb-Yb корреляций' на спектральный магнитный отклик Кондо-изолятора YbBi2, Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования 10 (2004) стр. 115-118.

105. К. С. Немковский, П. А. Алексеев, Е. С. Клементьев, Определение потенциала кристаллического поля в Кондо-изоляторе YbB]2, препринт ИАЭ-6221/9, Москва (2001) 40 стр:

106. П.А.Алексеев, Ж.-М.Миньо, Е.В.Нефедова, К.С.Немковский, В'Н.Лазуков, И.П.Садиков, А.Очиай, Природа спектра магнитных возбуждений (Sm, Y)S: эффекты КЭП или экситон?, Письма в ЖЭТФ, том 79, вып.2, с. 92-96.к

107. P. A. Alekseev, J.-M. Mignot, Е. V. Nefeodova, К. S. Nemkovski, V. N. Lazukov, A. Ochiai, A. V. Golubkov, Effects of intermediate valence and Sm-Sm interactions on magnetic excitation spectra in (Sm,Y)S, Physica В 359-361 (2005) pp. 154-156.

108. A. T. Boothroyd, J. P. Barratt, P. Bonville, P. C. Canfield, A. Murani,

109. A. R. Wildes, R. I. Bewley, Magnetic state of Yb in Kondo-lattice YbNi2B2C, Phys. Rev. В 67 (2003) pp. 104407-1 104407-11.

110. П. А. Алексеев, E. С. Клементьев, В. H. Лазуков; Е. В. Нефедова, И: П.' Садиков, M.v Н: Хлопкин, А. Ю. Музычка, И. Л. Сашин; Н: Н. Ефремова,

111. B. Бурер, 4f электроны и условия формирования основного'состояния в. Кондо-изоляторе CeNiSn, ЖЭТФ 106 (1994), стр. 1228-1245.

112. J.-Y. So, S.-J. Oh, J.-G. Park, D. T. Adroja, K. A. McEwen, T. Takabatake; Inelastic neutron scattering studies of doped CeNiSn and' CeRhSb: crystal-field excitation and origin of the pseudogap, Phys. Rev. В 71 (2005) pp. 214441-1-214441-7.

113. E. A. Goremychkin, R. Osborn, Neutron-spectroscopy study of the heavy-fermion compound.СеСиб, Phys. Rev. В 47 (1993) pp. 14580 14583.

114. T. Saso, Calculation of optical'conductivity of YbB!2 using realistic tight-binding model, J. Phys. Soc. Jpn: 73 (2004) pp. 2894-2899.

115. B. Gorshunov, P. Haas, O. Ushakov, M. Dressel, F. Iga; Dynamics of the coherent-ground state in intermediate-valent YbB12, Phys. Rev. В 73- (2006) pp.045207-1 ; 045207-5.

116. R. S. Fishman, S.H.Liu, Local symmetry breaking by impurities and mode j> splitting in doped SmS, Phys. Rev. Lett. 89 (2002) 247203-1 247203-4.

117. J.Jensen, A. R. Mackintosh, Rare earth magnetism: structures and excitations, Clarendon press, Oxford, 1991.

118. B.B.Cooper, Phenomenological theory of magnetic ordering: importance of interactions with crystal lattice, in Magnetic properties of rare earth metals, ed. R. J. Elliot, Plenum press, London and New York, 1972, pp. 17-80.

119. S. Gabani, I. Bat'ko, K. Flachbart, T. Herrmannsdorfer, R. Konig,, Y. Paderno, N. Shitsevalova, Magnetic and transport properties of TmB]2, ErB12, HoBi2 and DyB12, J. Magn. Magn. Mater. 207 (1999) pp.131-136.