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近藤效應(yīng)（近藤效應(yīng)）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-20

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近藤效應(yīng)

自從1930年以來(lái)，實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)某些摻有磁性雜質(zhì)原子的非磁性金屬（例如，以銅、金、銀等為基，摻入雜質(zhì)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(gè)極小值。按照通常的電阻理論（見(jiàn)固體的導(dǎo)電性），稀固溶體的電阻應(yīng)隨溫度下降而單調(diào)下降，最后趨于由雜質(zhì)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(duì)這個(gè)現(xiàn)象作了正確的解釋，因此人們常把它稱作近藤效應(yīng)。

基本信息

外文名	Kondo effect
發(fā)現(xiàn)時(shí)間	1930年

定義

近藤效應(yīng)，英文：Kondo effect

含有極少量磁性雜質(zhì)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(zhì)原子局域磁矩的存在相聯(lián)系的，是磁性雜質(zhì)離子與傳導(dǎo)電子氣交換耦合作用的結(jié)果（見(jiàn)交換作用）。交換耦合作用引起傳導(dǎo)電子被局域磁性原子散射，使磁性原子自旋反向，傳導(dǎo)電子本身也反向；隨后，倒向的磁性原子又作用于該傳導(dǎo)電子，這一多次散射過(guò)程相當(dāng)于對(duì)電子運(yùn)動(dòng)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(huì)出現(xiàn)電阻極小值。

研究進(jìn)程及意義

近藤效應(yīng)是四十多年前，日本科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象。德國(guó)亞琛理論物理研究所的科學(xué)家們?cè)趩蝹€(gè)磁性分子中實(shí)現(xiàn)了近藤效應(yīng)，把這方面的研究又向前推進(jìn)了一步，為研究分子輸運(yùn)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(shuō)：“很多系統(tǒng)中都有近藤效應(yīng)。但是我們的研究是第一次在單個(gè)磁性分子中預(yù)言了近藤效應(yīng)?！盚ofstetter和同事們相信這個(gè)發(fā)現(xiàn)能夠用于研制光譜工具，這些工具可以進(jìn)行很多量子水平的測(cè)量。

近藤最初發(fā)現(xiàn)溫度趨近于零開(kāi)爾文時(shí)，原子的電阻將異常的增強(qiáng)。近藤效應(yīng)是物理學(xué)領(lǐng)域中的第一個(gè)漸進(jìn)自由的例子。漸進(jìn)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(qiáng)。

Hofstetter說(shuō)：“在磁性分子中存在兩種相互影響的磁各項(xiàng)異性效應(yīng)，其中第一種效應(yīng)實(shí)際上對(duì)近藤效應(yīng)有害。利用基本的方法，我們計(jì)算了產(chǎn)生近藤效應(yīng)所需的溫度。我們發(fā)現(xiàn)的新現(xiàn)象是第二種各項(xiàng)異性效應(yīng)，著名的分子磁體量子隧穿效應(yīng)，能夠完整地儲(chǔ)存，甚至加強(qiáng)近藤效應(yīng)。這個(gè)過(guò)程中另外一個(gè)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(gè)自旋態(tài)一樣。這個(gè)現(xiàn)象很有價(jià)值，因?yàn)樗鼈兊淖孕龑?shí)際上非常高，有些甚至超過(guò)了10。但是它們的行為看起來(lái)就像是自旋為1/2一樣。”

這個(gè)新發(fā)現(xiàn)有很多實(shí)際應(yīng)用。它的主要價(jià)值是它能提取出分子輸運(yùn)中的很多信息。

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