Эффе́кт Ко́ндо — эффект увеличения электрического сопротивления слаболегированных магнитными примесями немагнитных металлических сплавов при температурах, близких к абсолютному нулю. Назван в честь японского физика , давшего явлению теоретическое обоснование. Соответствующую температуру и энергетический масштаб называют температурой Кондо.
История открытия
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. В 1964 году Дзюн Кондо показал, что причиной наблюдаемого явления могут быть взаимодействия между спинами электронов проводимости и спинами примесей.
Теория 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.
Пространственные размеры экранирующих облаков электронов с когерентными спинами составляют несколько мкмIvan 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 // Nature, volume 579, pages 210–213(2020).
«Ожерелье Кондо» В ходе изучения эффекта Кондо возникали трудности при выделении спиновых взаимодействий внутри материала от всех остальных, поэтому учёные использовали упрощенные теоретические модели. В 1977 году Себастьян Дониак предложил модель «ожерелье Кондо», в которой не учитываются движение электронов и орбитальные эффекты, а всё внимание направлено только на взаимодействующие спины.
В январе 2026 года японские физики опубликовали результаты исследования созданного ими нового типа «ожерелья Кондо» из сконструированного гибридного материала на основе органических радикалов и ионов никеля. При увеличении локализованного спина с 1/2 до 1 было замечено, что магнитная упорядоченность и магнетизм в материале также растут. Это опровергло многолетнюю теорию о том, что эффект Кондо подавляет магнетизм, связывая свободные спины в синглеты — состояния с нулевым полным спином. Сравнение системы со спином ½ и спином 1 показало чёткую квантовую границу и доказало, что роль эффекта Кондо фундаментально зависит от размера спина.
Примечания
Литература
Ссылки
Овчинников Ю. Н., Дюгаев А. М. "Современное состояние проблемы Кондо" // УФН, v. 171, pp. 565–570 (2001)
Категория:Физика твёрдого тела Категория:Магнетизм Категория:Физика низких температур Категория:Квантовая физика Категория:Мезоскопическая физика