Numéro
J. Phys. I France
Volume 7, Numéro 8, August 1997
Page(s) 959 - 976
DOI https://doi.org/10.1051/jp1:1997198
DOI: 10.1051/jp1:1997198
J. Phys. I France 7 (1997) 959-976

Investigation of Elementary Excitations in AlCuFe Quasicrystals by Means of Low-Temperature Specific Heat

J.C. Lassjaunias1, Y. Calvayrac2 and Hongshun Yang1, 3

1  CRTBT Laboratoire associé à l'Université Joseph Fourier, CNRS, BP 166, 38042 Grenoble Cedex 9, France
2  CECM, CNRS, 15 rue G. Urbain, 94407 Vitry-sur-Seine Cedex, France
3  Physics Department, University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui 230026, P.R. China



(Received 14 February 1997, revised 1 April 1997, accepted le 23 April 1997)

Abstract
We report on an accurate low-temperature specific heat $(C_{\rm p})$ study of several icosahedral AlCuFe samples of high structural quality in a broad $(0.1\lesssim T\lesssim 10$ K) temperature interval. The analysis shows deviations of $C_{\rm p}$ from the standard $\gamma T$ and $(\beta T^3 + \delta T^5)$ variations, generally well obeyed in crystalline (semi-)metallic alloys in this T-range for the electronic and phonon contributions respectively. We relate the unusual vibrational heat capacity to the very peculiar behaviour of vibrational states in quasicrystals, characterized by numerous dispersionless modes, broadened in energy, and extending down to low frequency. On the other hand, sub-linear variations of $C_{\rm p}$ at very low temperature, below 1 K, hint for the presence of another kind of excitations in addition to itinerant electrons.

Résumé
Nous exposons une étude précise de la chaleur spécifique $C_{\rm p}$ d'échantillons icosaédriques AlCuFe de grande qualité structurale, dans la gamme étendue de température entre 0.1 et 10 K environ. L'analyse des résultats montre des déviations aux lois standards $\gamma T$ et $(\beta T^3 + \delta T^5)$, généralement bien obsevées dans cette gamme de température pour les contributions électronique et de réseau, dans le cas des alliages (semi)-métalliques cristallins. Nous faisons la relation avec les propriétés vibrationnelles très spécifiques des quasicristaux, caractérisés par une forte densité de modes sans dispersion, élargis en énergie et s'étendant à basse fréquence. D'autre part, des variations sub-linéaires de $C_{\rm p}$ à très basse température, en dessous de 1 K, suggèrent la présence d'un autre type d'excitations que les électrons itinérants.



© Les Editions de Physique 1997

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