DOI: 10.1051/jp1:1994163
J. Phys. I France 4 (1994) 595-603

Heterogeneous Yb ³⁺-Yb ²⁺ mixed valency and unusual Kondo ground state in Yb ₄As ₃

P. Bonville¹, A. Ochiai², T. Suzuki³ and E. Vincent<sup>1

1</sup>  CEA, C.E. Saclay, DSM/DRECAM, Service de Physique de l'Etat Condensé, 91191 Gifsur-Yvette, France
²  The Oarai Branch, I.M.R., Tohoku University Oarai, Ibaraki 311-13, Japan
³  Department of Physics, Tohoku University, Sendai 980, Japan

(Received 29 November 1993, accepted 15 December 1993)

Abstract
We present ^17OYb Mdssbauer spectroscopy data in the temperature range 0.04550 K and magnetic susceptibility and isothermal magnetisation measurements in the temperature range 0.6-50 K in the heavy fermion compound Yb ₄As ₃ The presence of ~ 20% of Yb ³⁺ ions is detected in the Mössbauer spectra with an applied magnetic field of 7 T, yielding a microscopic proof of the existence of a heterogeneous mixed valence state containing Yb ³⁺ and Yb ²⁺ ions. No magnetic ordering of the Yb ³⁺ sublattice (with moments bigger than 0.15 UB) is detected down to 0.045 K. The low temperature upturn of the magnetic susceptibility is shown to be an intrinsic feature of Yb ₄As ₃, suggesting that the ground state is of an unconventional Kondo lattice type.

Résumé
Des mesures de spectroscopie MSssbauer sur ^17OYb, dans le domaine de température 0,045-50 K, et de susceptibilité magnétique et aimantation, dans le domaine de température 0,6-50 K, ont été réalisées dans le composé fermion lourd Yb ₄As ₃. La présence de ~ 20% d'ions Yb ³⁺ est détectée dans les spectres Mössbauer lorsqu'on applique un champ magnétique de 7 T, ce qui constitue une preuve microscopique de l'existence d'un état de valence mixte hétérogène contenant les ions Yb ²⁺ et Y ³⁺ On n'a pas détecté d'ordre magnétique du sous-réseau Yb ³⁺ (avec des moments supérieurs à 0,15 EcB) jusqu'à 0,045 K. On a montré que la remontée à basse température de la susceptibilité magnétique est une caractéristique intrinsèque de Yb ₄As ₃, ce qui suggère que l'état fondamental est un réseau Kondo d'un type inhabituel.

© Les Editions de Physique 1994