Эффект Кондо

Материал из Википедии ? свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Эффе?кт Ко?ндо  ? эффект увеличения электрического сопротивления слаболегированных магнитными примесями не магнитных металлических сплавов при температурах, близких к абсолютному нулю . Назван в честь японского физика Дзюна Кондо ( англ.   Jun Kondo ), давшего явлению теоретическое обоснование. Соответствующую температуру и энергетический масштаб называют температурой Кондо .

История открытия

[ править | править код ]
Зависимость сопротивления золота с небольшой примесью железа от температуры в эксперименте 1936 года

В 1930-х годах Мейснер и Войт наблюдали аномальное увеличение сопротивления чистых золотых образцов при температурах меньше 10 К. В действительности оказалось, что при их изготовлении они были загрязнены небольшим количеством примесей железа [1] . В 1964 году Дзюн Кондо показал, что причиной наблюдаемого явления могут быть взаимодействия между спинами электронов проводимости и спинами примесей [2] .

Эффект наблюдается в металлических сплавах , где концентрация спинов может составлять до нескольких ppm . Это приводит к тому, что собственная энергия спина во взаимодействии является доминирующим фактором. При понижении температуры до единиц кельвинов магнитные взаимодействия между спинами примесей и электронами проводимости начинают влиять на характер рассеяния последних. Подобные взаимодействия локализированных спинов обычно описывают РККИ-обменным взаимодействием . Температура, при которой наблюдается минимум сопротивления, называется температурой Кондо , и она определяется выражением

где  ? ширина энергетической зоны,  ? константа Больцмана ,  ? обменный интеграл . Зависимость сопротивления от температуры T при этом определяется выражением

где  ? немагнитный вклад в сопротивление,  ? концентрация примесей,  ? спин примесей,  ? сосредоточенный параметр [3] [4] .

Пространственные размеры экранирующих облаков электронов с когерентными спинами составляют несколько мкм [5] .

Примечания

[ править | править код ]
  1. Mattis, 2006 , pp. 296?297.
  2. Кондо эффект ? статья из Физической энциклопедии
  3. Mattis, 2006 , pp. 298?299.
  4. Stohr, Siegmann, 2006 , pp. 635.
  5. Ivan V. Borzenets, Jeongmin Shim, Jason C. H. Chen, Arne Ludwig, Andreas D. Wieck, Seigo Tarucha, H.-S. Sim & Michihisa Yamamoto Observation of the Kondo screening cloud Архивная копия от 23 ноября 2021 на Wayback Machine // Nature , volume 579, pages 210?213(2020)

Литература

[ править | править код ]
  1. Mattis, D. C. The theory of magnetism made simple: an introduction to physical concepts and to some useful mathematical methods. ? World Scientific, 2006. ? 565 p. ? ISBN 9789812385796 .
  2. Stohr, J. and Siegmann, H. C. Magnetism: From Fundamentals to Nanoscale Dynamics. ? Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006. ? ISBN 978-3540302827 .