Technical Report of ISSP Ser. A: Number 3198

Abstract

The magnetic and transport properties of (RE)3Pd20Si6 (RE = La to Yb) have been investigated by measuring the magnetic susceptibility, electrical resistivity and specific heat. All Rare-earth (RE) ions in these compounds are in the trivalent state and magnetically order at low temperatures except RE = La and Eu. The compounds of Nd, Sm, Gd, Tb, Dy and Ho exhibit two magnetic phase transitions. Both higher and lower ordering temperatures generally follow the de Gennes scaling. Mean-field theory for the RKKY (Ruderman-Kittel-Kasuya-Hakamada) interaction indicates a relatively small exchange constant of about 30 meV atom for these compounds. The compounds of Ce, Pr, Er, Tm and Yb show only one magnetic phase transition and deviate from the de Gennes scaling. Ce3Pd20Si6 is a Kondo-lattice compound with a low ordering temperature as reported earlier. (RE)3Pd20Si6 has a small energy splitting due to the Crystalline-Electric-Field (CEF) effect probably because of the large coordination number around the RE ions. The de Gennes scaling in this series of compounds is discussed as a result of the interplay between the CEF energy splitting and the RKKY interaction.

(RE)3Pd20Si6(RE = La to Yb)の磁気および輸送特性を磁化率、電気抵抗および比熱を測定して検討した。これらの化合物の希土類元素(RE)イオンはREがLaおよびEuの場合を除きすべて低温において3価状態および磁気秩序状態にあった。Nd、Sm、Gd、Tb、DyおよびHoの化合物は2種の磁気相転移を示した。秩序化温度が高低いずれの場合も一般的にde Gennesスケーリングに従う。RKKY(Ruderman-Kittel-Kasuya-Hakamada)相互作用に対する平均場理論はこれらの化合物について約30meV原子の比較的小さな交換定数を示した。Ce、Pr、Er、TmおよびYbの化合物は唯一のの磁気相転移を示し、de Gennesスケーリングから逸脱した。Ce3Pd20Si6は前に報告したように低秩序化温度を持ったKondo格子化合物である。(RE)3Pd20Si6は、多分REイオン周囲の配位数が大きいことによる結晶電場(CEF)効果により小さなエネルギー分裂があった。一連の化合物のde Gennesスケーリングを、CEFエネルギー分裂とRKKY相互作用との間の作用の結果として論じた。