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Magnétisme, reconstruction de surface de Fermi et ordre caché dans le système à fermions lourds URu2Si2

URu2Si2 est à coup sûr un des systèmes à fermions lourds les plus mystérieux. Malgré plus de vingt ans de recherche intensive (expérience et théorie), la nature du paramètre d’ordre associé à la transition de phase qui a lieu à T0 = 17.5 K est toujours inconnue. D’où l’appellation « phase à ordre caché ». Aujourd’hui, un enjeu est encore d’identifier les échelles d’énergie conduisant à cet état.

Une nouvelle génération d’expériences a été menée au LNCMI-Toulouse dans le but d’étudier la magnétorésistivité et l’aimantation de monocristaux de très haute qualité de URu2Si2 dans des champs allant jusqu’à 60 T. Il a été montré que la transition vers l’état « ordre caché » est initialement contrôlée par un « crossover » haute-température à environ 40-50 K, qui est la signature de corrélations électroniques intersites. Dans un champ magnétique appliqué selon l’axe facile c, la destabilisation de cette haute température précède celle de la phase « ordre caché ». Une contribution de la magnétorésistivité dépendant fortement de la qualité des échantillons, i.e., du libre parcours moyen des électrons, confirme que la surface de Fermi est reconstruite sous T0, mais aussi qu’elle est fortement modifiée dans un champ appliqué selon c, lorsque la polarisation magnétique est significative. Ces nouveaux résultats aideront à comprendre la nature de l’ordre caché dans URu2Si2.

Pour plus d’info sur les fermions lourds cliquez ici

Publications :

- G. W. Scheerer, W. Knafo, D. Aoki, G. Ballon, A. Mari, D. Vignolles, and J. Flouquet, Interplay of magnetism, Fermi surface reconstructions, and hidden order in the heavy-fermion material URu2Si2, Phys. Rev. B 85, 094402 (2012).

- G. W. Scheerer, W. Knafo, D. Aoki, and J. Flouquet, Angular Dependence of the High-Magnetic-Field Phase Diagram of URu2Si2, Accepted in J. Phys. Soc. Jpn. Suppl.