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成果介紹

重費米子金屬是觀測由電子相互作用驅動的涌現量子相的原型系統。長期以來的愿望是減少這些材料的尺寸以控制它們的量子相，這仍然是一個重大的挑戰，因為傳統的金屬間重費米子化合物具有三維原子和電子結構。

有鑒于此，近日，美國哥倫比亞大學Xavier Roy、Abhay N. Pasupathy、Andrew J. Millis、Michael E. Ziebel和德國馬克斯·普朗克物質結構與動力學研究所Angel Rubio（共同通訊作者）等合作報道了CeSiI中反鐵磁有序重費米子基態的綜合熱力學和光譜證據，CeSiI是一種通過弱層間范德華(vdW)相互作用由2D金屬片組成的金屬間化合物。由于其vdW性質，CeSiI具有準2D電子結構，可以通過剝離來控制其物理尺寸。在費米能級附近角分辨光發射和掃描隧穿光譜的溫度演化以及熱容測量支持了f電子和傳導電子在低溫下相干雜化的出現。在幾層薄片上的電輸運測量揭示了重費米子的行為和直至超薄狀態的磁秩序。本文的工作建立了CeSiI和相關材料作為研究塊材晶體中尺寸受限的重費米子的獨特平臺，并利用2D器件制造技術和vdW異質結來操控近藤屏蔽、磁序和鄰近效應之間的相互作用。

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圖文導讀

圖1. CeSiI的晶體結構、剝離和重費米子行為。

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圖2. ARPES中的近藤雜化。

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圖3. 塊材CeSiI的AFM基態和變磁躍遷。

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圖4. 塊材CeSiI的二維電子結構。

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圖5. 超薄區中的重費米子態和電輸運。

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文獻信息

Two-dimensional heavy fermions in the van der Waals metal CeSiI

（Nature, 2024, DOI:10.1038/s41586-023-06868-x）

文獻鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06868-x