A Kondo-effektus: Alkalmazási lehetőségek a kvantumtechnológiában

A háromcsatornás Kondo-áramkör vázlatos rajza a „Thermoelektromos vezetés háromcsatornás Kondo-áramkörökben” című, a Physical Review Letters folyóiratban 2020-ban megjelent cikkben (Physical Review Letters 125, 026801 (2020)). (Fotó: TL)

A Kondo-effektus egy sajátos fizikai jelenség, amelyet mágneses atomokkal adalékolt fémekben figyelnek meg. A tiszta fémek szokásos viselkedésével ellentétben, ahol az elektromos ellenállás a hőmérséklet csökkenésével csökken, mágneses szennyeződéseket tartalmazó rendszerekben az elektromos ellenállás a hőmérséklet csökkenésével növekszik.

A jelenség oka a vezetési elektronok spinje és a szennyezőközpontok spinje közötti mágneses kölcsönhatás. Bár ezt a hatást már 1934 óta kísérletileg felfedezték, csak 1964-ben adott meggyőző elméleti magyarázatot a fenti jelenségre a japán fizikus, Jun Kondo, amelyről a hatást róla nevezték el.

Az elektromos töltés Kondo-effektusát először Flensberg, Matvejev és Furuszaki javasolta elméleti modellekben 1993-1995 között. Vietnámban Dr. Nguyen Thi Kim Thanh, a Vietnámi Tudományos és Technológiai Akadémia Fizikai Intézetének munkatársa, Mihail Kiselev professzorral, az Abdus Salam Nemzetközi Elméleti Fizikai Központ munkatársával együttműködve végzett elméleti kutatásokat erről a hatásról.

Jelentős kísérleti áttörés történt 2015-ben, amikor Frédéric Pierre professzor kutatócsoportjának a Paris-Saclay Egyetemen sikerült kísérletileg megerősítenie a töltés Kondo-effektusát. Ez az eredmény nemcsak megszilárdította az elméleti alapokat, hanem megnyitotta az utat a bonyolultabb változatok, például a többcsatornás Kondo-effektus tanulmányozása előtt is, ahol egy kvantált szabadsági fok (spin vagy töltés) egyidejűleg több független elektródához kapcsolódik.

2017-ben a vietnami Quy Nhonban megrendezett „Nanofizika: az alapoktól az alkalmazásokig - a visszatérés” című nemzetközi konferencián Dr. Nguyen Thi Kim Thanhnak lehetősége nyílt találkozni és közvetlenül megbeszélést folytatni Frédéric Pierre professzorral, aki bemutatta a háromcsatornás töltés Kondo-effektusával – a szilárdtestfizika egy rendkívül összetett jelenségével – kapcsolatos legújabb eredményeket. Abban az időben már megjelentek a kétcsatornás esetre vonatkozó elméleti modellek, és Dr. Kim Thanh különös érdeklődést mutatott a háromcsatornás esetre vonatkozó elméleti modell kidolgozása iránt.

A kutatási együttműködés a „Thermoelektromos vezetés háromcsatornás töltésű Kondo-áramkörökben” című tudományos munkában valósult meg, amely a Physical Review Letters folyóiratban jelent meg (125. szám, 026801. oldal, 2020. évfolyam). A cikk a Nafosted Alapítvány által finanszírozott „Nemegyensúlyi elektronvezetés kvantumpötty-rendszereken keresztül a Kondo-tartományban” (kód: 103.01-2020.05) kutatási téma része, hozzájárulva a kvantumvezetés és az erős korrelációs effektusok nanoskálájú rendszerekben való megértésének elmélyítéséhez.

A tudósok szerint a Kondo-effektus jelentős a fizikai kutatásokban. A Kondo-effektus mindig is érdeklődésre tartott számot, mivel nyomokat ad számos olyan anyag elektronikus tulajdonságainak tanulmányozásához, ahol az elektronok közötti kölcsönhatás különösen erős. Ezenkívül a Kondo-problémák elméleti vizsgálata megerősíti és fejleszti a fontos kutatási módszereket más többrészecskés problémák megoldására.

A kutatómunka nemcsak alapvető értéket képvisel az elméleti fizikában, hanem a kvantumtechnológia területén a gyakorlati alkalmazások lehetőségeit is megnyitja. Világosan demonstrálja az alaptudomány fontosságát, és egyúttal elismeri a vietnami tudósok kiemelkedő hozzájárulását a modern fizika területén.

A Tudományos és Technológiai Miniszter a 2024-es Ta Quang Buu-díjat (fődíj) Dr. Nguyen Thi Kim Thanhnak, a Vietnami Tudományos és Technológiai Akadémia Fizikai Intézetének munkatársának ítélte oda, aki a TKT Nguyen és MN Kiselev által írt, 2020. Termoelektromos szállítás háromcsatornás töltésű Kondo áramkörben című kiváló tudományos munka fő szerzője. Physical Review Letters, 125, 026801.

BICH LIEN

Forrás: https://nhandan.vn/hieu-ung-kondo-trien-vong-ung-dung-cho-cong-nghe-luong-tu-post925883.html