Isolador Kondo - Kondo insulator

Relação de dispersão da banda de condução e estados localizados.

Hibridização e formação de um gap de energia indireta (hibridização) devido à seleção Kondo coerente dos momentos locais pelo mar de elétrons de condução.

No caso dos isoladores Kondo, o nível de Fermi (potencial químico) está localizado na lacuna de hibridização.

No estado sólido física , Kondo isoladores (também referido como Kondo semicondutores e fermion pesados semicondutores ) são entendidas como materiais com electrões fortemente correlacionados, que se abrem-se um estreito intervalo de banda (na ordem de 10 MeV) a baixas temperaturas, com o potencial químico encontrando-se na lacuna, enquanto em materiais de férmions pesados ​​o potencial químico está localizado na banda de condução . O gap se abre em baixas temperaturas devido à hibridização de elétrons localizados (principalmente elétrons f) com elétrons de condução, um efeito de correlação conhecido como efeito Kondo . Como consequência, uma transição do comportamento metálico para o comportamento isolante é vista nas medições de resistividade. O gap de banda pode ser direto ou indireto . Os isoladores Kondo mais estudados são FeSi, Ce ₃ Bi ₄ Pt ₃ , SmB ₆ , YbB ₁₂ e CeNiSn.

Visão histórica

Em 1969, Menth et al. não encontraram ordem magnética em SmB ₆ abaixo de 0,35 K e uma mudança de comportamento metálico para isolante na medição de resistividade com temperatura decrescente. Eles interpretaram esse fenômeno como uma mudança na configuração eletrônica do Sm.

Gabriel Aeppli e Zachary Fisk encontraram uma maneira descritiva de explicar as propriedades físicas de Ce ₃ Bi ₄ Pt ₃ e CeNiSn em 1992. Eles chamaram os materiais de isoladores Kondo, mostrando o comportamento da rede Kondo próximo à temperatura ambiente, mas tornando-se semicondutores com lacunas de energia muito pequenas ( alguns Kelvin a algumas dezenas de Kelvin) ao diminuir a temperatura.

Propriedades de transporte

Em altas temperaturas, os elétrons f localizados formam momentos magnéticos locais independentes. De acordo com o efeito Kondo, a resistividade CC dos isoladores Kondo mostra uma dependência logarítmica da temperatura. Em baixas temperaturas, os momentos magnéticos locais são filtrados pelo mar de elétrons de condução, formando a chamada ressonância de Kondo. A interação da banda de condução com os orbitais f resulta em uma hibridização e um gap de energia . Se o potencial químico está na lacuna de hibridização, um comportamento isolante pode ser visto na resistividade CC em baixas temperaturas. ${\ displaystyle \ epsilon _ {\ mathrm {g}}}$

Nos últimos tempos, fotoemissão espectroscopia resolvida no ângulo experiências fornecida imagiologia directo de banda-estrutura, a hibridação e topologia de banda plana em isoladores Kondo e compostos relacionados.

Referências

• Coleman, P. (2006). "Fermions pesados: elétrons na borda do magnetismo". arXiv : cond-mat / 0612006 . Bibcode : 2006cond.mat.12006C . Citar diário requer |journal=( ajuda )
• Riseborough, Peter S. (2000). "Semicondutores de férmions pesados". Avanços na Física . Informa UK Limited. 49 (3): 257–320. Bibcode : 2000AdPhy..49..257R . doi : 10.1080 / 000187300243345 . ISSN  0001-8732 . S2CID  119991477 .