Магнитные свойства топологического Кондо изолятора SmB$_6$: локализованные магнитные моменты и парамагнетизм Паули

Исследованы магнитные свойства топологического Кондо изолятора SmB$_6$ в области температур $T<10\,$K в магнитном поле до $5$ Тл. Анализ нелинейной части полевой зависимости намагниченности позволил установить, что нелинейный вклад в намагниченность при низких температурах в общем случае связан не только с локализованными магнитными моментами, но и с парамагнетизмом Паули поверхностных электронов. Впервые показано, что понижение температуры в области $T^*\sim5.5{-}6\,$K индуцирует переход между двумя режимами, определяющими магнитные свойства SmB$_6$. В диапазоне $T>T^*$ намагниченность качественно соответствует модели распада кондовских синглетов и определяется парамагнетизмом Паули, включающим линейный и нелинейный вклад в намагниченность. В области $T<T^*$ к парамагнетизму Паули добавляется возникающий пороговым образом по температуре вклад локализованных магнитных моментов. Выполненная оценка величины эффективных магнитных моментов, образующихся при $T<T^*$, дает аномально большие значения $\mu^*\sim7{-}14\,\mu_{\text{B}}$, существенно превышающие $\mu^*\sim3{-}5\,\mu_{\text{B}}$, ожидаемые для изолированного магнитного иона Sm$^{3+}$, что указывает на возможную спин-поляронную природу локализованных магнитных моментов у топологического Кондо изолятора SmB$_6$.