近藤效应

在物理学中，近藤效应描述了传导电子在金属中由于磁性杂质而发生的散射，从而导致特性变化，即电阻率随温度的最小值。效应的原因首先由 Jun Kondo 解释，他应用了 third- 对问题的阶微扰理论解释了 s 轨道传导电子从位于杂质处的 d 轨道电子的散射（Kondo 模型）。 近藤的计算预测，当温度接近 0 K 时，散射率和由此产生的电阻率部分应呈对数增加。贝尔实验室的 Myriam Sarachik 在 1960 年代进行的实验提供了xxx个证实近藤效应的数据。 扩展到磁性杂质的晶格，近藤效应可能解释了重费米子和近藤绝缘体在金属间化合物中的形成，尤其是那些涉及稀土元素（如铈、镨和镱）以及锕系元素（如铀）的化合物。 在量子点系统中也观察到了近藤效应。

电阻率 ρ {\displaystyle \rho } 对温度 T {\displaystyle T} 的依赖性，包括近藤效应

其中 ρ 0 {\displaystyle \rho _{0}} 是残余电阻率，a T 2 {\displaystyle aT{2}} 项显示费米液体特性的贡献，b T 5 { \displaystyle bT{5}} 来自晶格振动：a {\displaystyle a} , b {\displaystyle b} , c m {\displaystyle c_{m}} 和 μ {\displaystyle \mu } 是与温度无关的常数。 Jun Kondo 推导出第三项与温度的对数依赖性和实验观察到的浓度依赖性。

Kondo 的解决方案是使用微扰理论得出的，当温度接近 0 K 时会产生分歧，但后来的方法使用非微扰技术来改进他的结果。 这些改进产生了有限的电阻率，但保留了非零温度下电阻最小值的特征。 有人将 Kondo 温度定义为限制 Kondo 结果有效性的能量标度。 安德森杂质模型和伴随的威尔逊重整化理论对理解该问题的基础物理学做出了重要贡献。 基于 Schrieffer-Wolff 变换，表明 Kondo 模型处于 Anderson 杂质模型的强耦合状态。 Schrieffer-Wolff 变换投射出 Anderson 杂质模型中的高能电荷激发，获得 Kondo 模型作为有效的哈密顿量。

近藤效应可以被认为是渐近自由的一个例子，即耦合在低温和低能量下变得非微扰强的情况。 在 Kondo 问题中，耦合指的是局部磁性杂质与游动电子之间的相互作用。

扩展到磁性离子的晶格，近藤效应可能解释了金属间化合物中重费米子和近藤绝缘体的形成，尤其是那些涉及稀土元素（如铈、镨和镱）以及锕系元素（如铀）的化合物。 在重费米子材料中，相互作用的非微扰增长导致准电子的质量高达自由电子质量的数千倍，即电子被相互作用显着减慢。 在许多情况下，它们是超导体。 据信，近藤效应的表现对于理解钚的不寻常金属 δ 相是必要的。

已在量子点系统中观察到近藤效应。 在这样的系统中，具有至少一个不成对电子的量子点表现为磁性杂质，并且当该点耦合到金属导带时，传导电子可以从该点散射。 这完全类似于金属中磁性杂质的更传统情况。

近藤绝缘体中的能带结构杂化和平带拓扑结构已在角分辨光电子能谱实验中成像。

2012 年，Beri 和 Cooper 提出了一种可以用马约拉纳费米子发现的拓扑近藤效应，同时已经表明，用超冷原子进行的量子模拟也可以证明这种效应。

2017 年，维也纳科技大学和莱斯大学的团队分别对以特定组合方式开发由金属铈、铋和钯制成的新材料进行了实验，并对此类结构的模型进行了理论工作实验。 实验结果于 2017 年 12 月发表，与理论工作一起，导致发现了一种新状态，一种相关驱动的外尔半金属。