20.05.2009
The Kondo effect in ferromagnetic atomic contacts. M. Reyes Calvo, Joaquín Fernández-Rossier, Juan José Palacios, David Jacob, Douglas Natelson & Carlos Untiedt. Nature 458, 1150-1153 (30 April 2009).
Испанские и американские физики обнаружили эффект Кондо в одноатомных контактах чистых ферромагнетиков.
Размер, и, правда, имеет значение, когда речь идет о том, как будут вести себя электрические контакты размером с атом. В таких крошечных ферромагнитных проводах, например, из железа, кобальта и никеля, будет проявляться эффект Кондо, в отличие от контактов более крупного размера, которые используются в современной электронике, объясняет Дуг Нательсон (Doug Natelson) из Университета Райса (США).
Это явление хорошо изучено в магнитных материалах. Как известно, проводимость обычных металлов, например, меди, повышается с понижением температуры. Еще в 1930-е годы ученые выяснили, что добавка небольшого количества ферромагнитных примесей «портит» картину. В 1964 году японский физик Юн Кондо (Jun Kondo) объяснил, что это явление связано с обменным взаимодействием электронов проводимости металла с магнитной примесью, при котором происходит корреляция их спинов. Во время охлаждения в обычных металлах уменьшается электрическое сопротивление. Мобильные электроны в металлах стремятся выстроить свои спины в противоположном направлении спинам электронов магнитных атомов. При низких температурах электрон, двигающийся мимо магнитной примеси будет стремиться переключить свой спин, и, таким образом, будет отклоняться от своего пути. Это объясняет, почему даже небольшое количество магнитных примесей приводит к росту электрического сопротивления, несмотря на уменьшение температуры.
Позже физики обнаружили, что похожий эффект может проявляться в крошечных структурах полупроводников, называемых квантовыми точками. При этом роль магнитной примеси играет спин электрона, захваченный в ловушку у квантовой точки.
Однако физики не предполагали, что Кондо-эффект будет играть важную роль в проводах и контактах, изготовленных полностью из ферромагнитных материалов - железа, кобальта или никеля. Впервые это обнаружили испанские физики из Университета Аликанте (Maria Reyes Calvo, Carlos Untiedt), которые изучали одноатомные контакты, созданные с помощью наконечника сканирующего туннельного микроскопа. Затем, уже в этом году, вместе с американскими коллегами из Университета Райса они провели эксперименты с другими видами контактов – металлами на плоской поверхности - и подтвердили возникновение эффекта Кондо, то есть экранирование локальных магнитных моментов электронами проводимости ниже характерной температуры. Кондо-эффект создает острый резонанс при энергиях Ферми, воздействующий на электрические свойства системы, объясняют авторы.
Нательсон считает, что открытие ученых – очередной пример уникальных эффектов, которыми богаты нанотехнологии. В наномире электрон-электронные взаимодействия, которыми часто пренебрегают, могут быть очень важными.
http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12502&SnID=375988871
