Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Зависимость дисперсии зоны проводимости и локализованных состояний.
Гибридизация и формирование непрямой энергетической (гибридизационной) щели за счет когерентного экранирования Кондо локальных моментов морем электронов проводимости.
В случае изоляторов Кондо уровень Ферми (химический потенциал) находится в гибридизационной щели.

В физике твердого тела , кондовские изоляторов (также упоминается как кондовских полупроводников и ТФ полупроводников ) понимаются как материалы с сильно коррелированными электронами, которые открыты до узкой запрещенной зоны (в порядка 10 мэВ) при низких температурах с химическим потенциалом лежит в зазоре, тогда как в материалах с тяжелыми фермионами химический потенциал находится в зоне проводимости . Ширина запрещенной зоны открывается при низких температурах из-за гибридизации локализованных электронов (в основном f-электронов) с электронами проводимости, корреляционный эффект, известный как эффект Кондо.. Как следствие, при измерениях удельного сопротивления наблюдается переход от металлических свойств к изоляционным. Ширина запрещенной зоны может быть прямой или косвенной . Наиболее изученными изоляторами Кондо являются FeSi, Ce 3 Bi 4 Pt 3 , SmB 6 , YbB 12 и CeNiSn.

Исторический обзор [ править ]

В 1969 году Menth et al. не обнаружил магнитного упорядочения в SmB 6 вплоть до 0,35 К и перехода от металлического к изолирующему поведению при измерении удельного сопротивления при понижении температуры. Они интерпретировали это явление как изменение электронной конфигурации Sm. [1]

Габриэль Эппли и Захари Фиск нашли способ описательного объяснения физических свойств Ce 3 Bi 4 Pt 3 и CeNiSn в 1992 году. Они назвали материалы изоляторами Кондо, демонстрируя поведение решетки Кондо при температуре около комнатной, но становясь полупроводниковыми с очень маленькими энергетическими зазорами ( от нескольких Кельвинов до нескольких десятков Кельвинов) при понижении температуры. [2]

Свойства транспорта [ править ]

При высоких температурах локализованные f-электроны образуют независимые локальные магнитные моменты. Согласно эффекту Кондо удельное сопротивление изоляторов Кондо на постоянном токе имеет логарифмическую температурную зависимость. При низких температурах локальные магнитные моменты экранируются морем электронов проводимости, образуя так называемый резонанс Кондо. Взаимодействие зоны проводимости с f-орбиталями приводит к гибридизации и энергетической щели . Если химический потенциал находится в гибридизационной щели, изолирующее поведение можно увидеть в сопротивлении постоянному току при низких температурах.

В последнее время эксперименты по фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением позволили получить прямое изображение зонной структуры, гибридизации и плоской топологии зон в изоляторах Кондо и родственных соединениях. [3]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Menth, A .; Buehler, E .; Гебалле, TH (17 февраля 1969 г.). «Магнитные и полупроводниковые свойства SmB 6 ». Письма с физическим обзором . Американское физическое общество (APS). 22 (7): 295–297. Полномочный код : 1969PhRvL..22..295M . DOI : 10.1103 / physrevlett.22.295 . ISSN  0031-9007 .
  2. ^ Kondo Изоляторы , Г. Aeppli, З. Фиск, 1992, Комментарии Конд. Мат. Phys. 16, 155-170
  3. ^ Хасан, М. Захид; Сюй, Су-Ян; Неупане, Мадхаб (2015), «Топологические изоляторы, топологические полуметаллы Дирака, топологические кристаллические изоляторы и топологические изоляторы Кондо», Топологические изоляторы , John Wiley & Sons, Ltd, стр. 55–100, DOI : 10.1002 / 9783527681594.ch4 , ISBN 978-3-527-68159-4
  • Коулман, П. (2006). «Тяжелые фермионы: электроны на грани магнетизма». arXiv : cond-mat / 0612006 . Bibcode : 2006 second.mat.12006C . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  • Райзборо, Питер С. (2000). «Полупроводники с тяжелыми фермионами». Успехи физики . Informa UK Limited. 49 (3): 257–320. Bibcode : 2000AdPhy..49..257R . DOI : 10.1080 / 000187300243345 . ISSN  0001-8732 . S2CID  119991477 .