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近藤效應（近藤效應）

次瀏覽 | 更新時間：2023-05-20

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近藤效應

自從1930年以來，實驗上發(fā)現(xiàn)某些摻有磁性雜質原子的非磁性金屬（例如，以銅、金、銀等為基，摻入雜質鉻、錳、鐵等的稀固溶體）的電阻－溫度曲線在低溫下出現(xiàn)一個極小值。按照通常的電阻理論（見固體的導電性），稀固溶體的電阻應隨溫度下降而單調下降，最后趨于由雜質散射決定的剩余電阻，因此，難以理解上述現(xiàn)象。1964年，近藤淳對這個現(xiàn)象作了正確的解釋，因此人們常把它稱作近藤效應。

基本信息

外文名	Kondo effect
發(fā)現(xiàn)時間	1930年

定義

近藤效應，英文：Kondo effect

含有極少量磁性雜質的晶態(tài)金屬在低溫下出現(xiàn)電阻極小的現(xiàn)象。

成因

近藤指出，電阻極小值的出現(xiàn)，是與雜質原子局域磁矩的存在相聯(lián)系的，是磁性雜質離子與傳導電子氣交換耦合作用的結果（見交換作用）。交換耦合作用引起傳導電子被局域磁性原子散射，使磁性原子自旋反向，傳導電子本身也反向；隨后，倒向的磁性原子又作用于該傳導電子，這一多次散射過程相當于對電子運動的障礙，是使電阻增加的原因。近藤證明，在一定條件下，由于自旋倒向交換散射而引起的電阻率是隨溫度下降而變大的；而電子-聲子相互作用引起的電阻率是隨溫度下降而變小的，所以稀磁合金的總電阻在低溫下會出現(xiàn)電阻極小值。

研究進程及意義

近藤效應是四十多年前，日本科學家首次發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象。德國亞琛理論物理研究所的科學家們在單個磁性分子中實現(xiàn)了近藤效應，把這方面的研究又向前推進了一步，為研究分子輸運提供了可能性。他們的論文發(fā)表在5月17日的《Physical Review Letters》雜志上。

?論文作者之一Walter Hofstetter說：“很多系統(tǒng)中都有近藤效應。但是我們的研究是第一次在單個磁性分子中預言了近藤效應。”Hofstetter和同事們相信這個發(fā)現(xiàn)能夠用于研制光譜工具，這些工具可以進行很多量子水平的測量。

近藤最初發(fā)現(xiàn)溫度趨近于零開爾文時，原子的電阻將異常的增強。近藤效應是物理學領域中的第一個漸進自由的例子。漸進自由指的是低溫低能條件下，耦合變成非微擾的，而且非常強。

Hofstetter說：“在磁性分子中存在兩種相互影響的磁各項異性效應，其中第一種效應實際上對近藤效應有害。利用基本的方法，我們計算了產生近藤效應所需的溫度。我們發(fā)現(xiàn)的新現(xiàn)象是第二種各項異性效應，著名的分子磁體量子隧穿效應，能夠完整地儲存，甚至加強近藤效應。這個過程中另外一個感興趣的現(xiàn)象是其中的電子行為顯示出它們就像是只有兩個自旋態(tài)一樣。這個現(xiàn)象很有價值，因為它們的自旋實際上非常高，有些甚至超過了10。但是它們的行為看起來就像是自旋為1/2一樣。”

這個新發(fā)現(xiàn)有很多實際應用。它的主要價值是它能提取出分子輸運中的很多信息。

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