Izolator Kondo - Kondo insulator

Zależność dyspersji pasma przewodnictwa i stanów zlokalizowanych.

Hybrydyzacja i tworzenie pośredniej luki energetycznej (hybrydyzacyjnej) w wyniku spójnego ekranowania Kondo momentów lokalnych przez morze elektronów przewodzących.

W przypadku izolatorów Kondo poziom Fermiego (potencjał chemiczny) znajduje się w szczelinie hybrydyzacyjnej.

W stanie stałym fizyki , Kondo izolatorów (określane również jako Kondo półprzewodników i ciężkich fermionowych półprzewodników ) rozumie się materiały o silnie skorelowane elektronów, które otwierają się do wąskiej szczeliny zespołu (rzędu 10 MeV) w niskich temperaturach z potencjału chemicznego leżąc w szczelinie, podczas gdy w ciężkich materiałach fermionowych potencjał chemiczny zlokalizowany jest w paśmie przewodnictwa . Przerwa wzbroniona otwiera się w niskich temperaturach z powodu hybrydyzacji zlokalizowanych elektronów (głównie elektronów f) z elektronami przewodzenia, efekt korelacji znany jako efekt Kondo . W konsekwencji w pomiarach rezystywności widoczne jest przejście od zachowania metalicznego do właściwości izolacyjnych. Pasmo wzbronione może być bezpośrednie lub pośrednie . Najczęściej badanymi izolatorami Kondo są FeSi, Ce ₃ Bi ₄ Pt ₃ , SmB ₆ , YbB ₁₂ i CeNiSn.

Przegląd Historyczny

W 1969 roku Menth i wsp. nie stwierdzili uporządkowania magnetycznego w SmB ₆ do 0,35 K i zmiany właściwości metalicznych na izolacyjne w pomiarze rezystywności wraz ze spadkiem temperatury. Zinterpretowali to zjawisko jako zmianę konfiguracji elektronicznej Sm.

Gabriel Aeppli i Zachary Fisk znaleźli opisowy sposób wyjaśnienia właściwości fizycznych Ce ₃ Bi ₄ Pt ₃ i CeNiSn w 1992 roku. Nazwali te materiały izolatorami Kondo, wykazując zachowanie sieci Kondo w pobliżu temperatury pokojowej, ale stając się półprzewodnikowymi z bardzo małymi przerwami energetycznymi ( kilka kelwinów do kilkudziesięciu kelwinów) podczas obniżania temperatury.

Właściwości transportowe

W wysokich temperaturach zlokalizowane elektrony f tworzą niezależne lokalne momenty magnetyczne. Zgodnie z efektem Kondo, rezystywność DC izolatorów Kondo wykazuje logarytmiczną zależność od temperatury. W niskich temperaturach lokalne momenty magnetyczne są ekranowane przez morze elektronów przewodzących, tworząc tak zwany rezonans Kondo. Interakcja pasma przewodnictwa z orbitaliami f powoduje hybrydyzację i przerwę energetyczną . Jeśli potencjał chemiczny leży w szczelinie hybrydyzacyjnej, zachowanie izolacyjne można zaobserwować w rezystywności DC w niskich temperaturach. ${\ Displaystyle \ epsilon _ {\ mathrm {g}}}$

W ostatnim czasie eksperymenty spektroskopii fotoemisyjnej z rozdzielczością kątową dostarczyły bezpośredniego obrazowania struktury pasmowej , hybrydyzacji i topologii pasma płaskiego w izolatorach Kondo i związkach pokrewnych.

Bibliografia

• Coleman, P. (2006). „Ciężkie fermiony: elektrony na krawędzi magnetyzmu”. arXiv : cond-mat / 0612006 . Bibcode : 2006cond.mat.12006C . Cite Journal wymaga |journal=( pomoc )
• Riseborough, Peter S. (2000). „Ciężkie półprzewodniki z fermionu”. Postępy w fizyce . Informa UK Limited. 49 (3): 257–320. Bibcode : 2000AdPhy..49..257R . doi : 10.1080 / 000187300243345 . ISSN  0001-8732 . S2CID  119991477 .