Kondo-Effekt

Der Kondo-Effekt beschreibt das anomale Verhalten des elektrischen Widerstands in Metallen mit magnetischen Störstellen.

1934 beobachteten Wander Johannes de Haas, Jan Hendrik de Boer und G. J. van de Berg ein Minimum des elektrischen Widerstands einer Gold-Probe, das mit dem ansonsten Phonon-dominierten Verhalten nicht vereinbar war.^[1] Jun Kondo konnte 1964 störungstheoretisch zeigen, dass der elektrische Widerstand für tiefe Temperaturen aufgrund magnetischer Störstellen logarithmisch divergiert, da die Leitungselektronen an lokalisierten magnetischen Elektronen gestreut werden.^[2] Dieser Effekt bewirkt die Entstehung eines Widerstandsminimums. Die Temperaturabhängigkeit des elektronischen Widerstandes einschließlich des Kondo-Effekts wird durch die folgende Formel beschrieben:

$\rho(T) = \rho_0 + aT^2 + c_m \ln\frac{\mu}{T} + bT^5.$

Dabei ist ρ₀ der Restwiderstand, aT² der Beitrag der Fermi-Flüssigkeit und der Term bT⁵ beschreibt den Widerstandsanteil, der durch die Elektron-Phonon-Wechselwirkung hervorgerufen wird.

Jun Kondo hat die logarithmische Abhängigkeit abgeleitet. Das Zusammenbrechen der Störungstheorie unterhalb der sogenannten Kondotemperatur wird als Kondoproblem bezeichnet und konnte in späteren Ansätzen durch das sogenannte „Poor man's scaling“ von (Philip W. Anderson, 1970) gelöst werden, um den endlichen Grenzwert des Widerstands für Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt zu erklären. Der Scaling-Ansatz von Anderson war zunächst nur eine qualitative Hypothese und wurde erst 1974 von Kenneth G. Wilson durch die Methode der Renormierungsgruppe verifiziert und präzisiert.

Einzelnachweise

1. ↑ W. J. de Haas, J. H. de Boer und G. J. van de Berg: In: Physica (Utrecht). 1, 1934, S. 1115.
2. ↑ J. Kondo: Resistance Minimum in Dilute Magnetic Alloys. In: Progress of Theoretical Physics. 32, 1964, S. 37.

Weblinks

• Jun Kondos Webseite - auf Englisch/Japanisch
• Kondo Effekt - 40 Jahre nach der Entdeckung - Sonderausgabe des Journals der Japanische Physikalische Gesellschaft - auf Englisch