Techniklexikon

Kondo-Effekt

Minimum im elektrischen Widerstand von Metallen.

Bei tiefen Temperaturen wird bei hochleitfähigen Metallen, die eine geringe Menge magnetischer Verunreinigungen aufweisen, ein Minimum des elektrischen Widerstandes und damit eine Abweichung vom normalen T⁵-Verhalten beobachtet 

Der Grund für dieses Verhalten wird in der Wechselwirkung zwischen den s-Leitungselektronen und den lokalisierten Momenten der Verunreinigungen gesehen.

Das Widerstandsminmum tritt bei der sogenannten Kondo-Temperatur T_K auf: T_K ~ c^{1 / 5} (c: Konzentration der Verunreinigung).

Die gewöhnlich stark verdünnt auftretenden Verunreinigungen verursachen Spin-Flip-Streuungen. Bei hohen Temperaturen folgt die Suszeptibilität aufgrund der lokalisierten magnetischen Momente dem Curie-Weiss\'schen Gesetz und wird dann unterhalb einer charakteristischen Temperatur konstant. Die magnetischen Momente sind dann durch die Leitungselektronen abgeschirmt.

Erhöht man die Zahl der Verunreinigungen, so verschwindet im Falle von Übergangsmetallen, die relativ breite d-Orbitale haben, der Kondo-Effekt, da die d-Orbitale überlappen. Dies resultiert dann in einem magnetisch geordneten Zustand. Im Falle von Seltenerdatomen bilden die Verunreinigungen ein Kondo-Gitter. In solch einem Gitter streut jede Verunreinigung Leitungselektronen, so wie es im verdünnten Fall geschieht. Auch schwere Fermionen sind im Zusammenhang mit dem Kondo-Effekt untersucht worden.