В журнале Physical Review B опубликована статья, посвящённая влиянию поверхности на рентгеновские абсорбционные спектры лантанидных материалов с сильными электронными корреляциями. В качестве модельной системы исследован антиферромагнитный кондо-решётчатый материал CeRh₂Si₂, а также родственные соединения LnRh₂Si₂ (Ln = Tm, Tb, Pr).
Впервые показано, что в спектрах Ce M₄,₅ (3d→4f) края, измеренных в режиме полного электронного выхода (TEY), традиционно используемом для анализа объёмных свойств, присутствует отчётливый вклад поверхностных атомов церия. Сравнение данных для Si- и Ce-терминированных поверхностей выявило качественные различия в форме спектров, которые усиливаются при переходе к более поверхностно-чувствительному режиму частичного электронного выхода (PEY).
Комбинация эксперимента и атомистического моделирования XAS-спектров позволила однозначно установить переориентацию 4f-магнитных моментов церия в поверхностном слое CeRh₂Si₂. В то время как в объёме моменты ориентированы вдоль кристаллографической оси c, на Ce-терминированной поверхности они переориентируются в плоскость ab. Этот эффект связан с изменением кристаллического электрического поля вблизи поверхности и ранее не учитывался при интерпретации XAS-данных для Ce-содержащих систем.
Аналогичный анализ, выполненный для TmRh₂Si₂, TbRh₂Si₂ и PrRh₂Si₂, показал, что поверхностная переориентация 4f-моментов является общим свойством лантанидных соединений данного класса и определяется знаками и величинами параметров кристаллического поля. Работа подчёркивает необходимость аккуратного разделения поверхностных и объёмных вкладов при анализе спектроскопических данных, особенно для сильно коррелированных f-электронных систем.
.
Ссылка на публикацию
Surface effects in x-ray absorption spectra of lanthanides: Focus on strongly correlated cerium materials,
Physical Review B 112, 035137 (2025). (https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/blg4-bxl5)
DOI: 10.1103/PhysRevB.112.035137