Эффект Кондо: перспективы применения в квантовых технологиях

Исследования эффекта Кондо не только имеют фундаментальное значение для теоретической физики, но и открывают перспективы для практического применения в области квантовых технологий. Это наглядно демонстрирует важность фундаментальной науки и одновременно признает вклад вьетнамских учёных.

Принципиальная схема трёхканальной цепи Кондо в статье «Термоэлектрическая проводимость в трёхканальных цепях Кондо», опубликованной в журнале Physical Review Letters в 2020 году (Physical Review Letters 125, 026801 (2020)). (Фото: TL)

Эффект Кондо — это своеобразное физическое явление, наблюдаемое в металлах, легированных магнитными атомами. В отличие от обычного поведения чистых металлов, где электросопротивление уменьшается с понижением температуры, в системах, содержащих магнитные примеси, электросопротивление увеличивается с понижением температуры.

Причиной этого явления является магнитное взаимодействие между спином электронов проводимости и спином примесных центров. Хотя этот эффект был экспериментально обнаружен ещё в 1934 году, лишь в 1964 году японский физик Дзюн Кондо дал убедительное теоретическое объяснение этому явлению, в честь которого эффект и назван.

Эффект Кондо электрического заряда был впервые предложен в теоретических моделях Фленсбергом, Матвеевым и Фурусаки в период 1993–1995 годов. Во Вьетнаме теоретические исследования этого эффекта проводились доктором Нгуен Тхи Ким Тхань из Института физики Вьетнамской академии наук и технологий совместно с профессором Михаилом Киселевым из Международного центра теоретической физики имени Абдуса Салама.

Крупный экспериментальный прорыв произошёл в 2015 году, когда исследовательской группе профессора Фредерика Пьера из Университета Париж-Сакле удалось экспериментально подтвердить эффект Кондо. Это достижение не только укрепило теоретическую базу, но и открыло путь к изучению более сложных вариантов, таких как многоканальный эффект Кондо, где квантованная степень свободы (спин или заряд) одновременно связана с несколькими независимыми электродами.

В 2017 году на Международной конференции «Нанофизика: от фундаментальных основ к приложениям – возвращение», проходившей в Куинёне (Вьетнам), доктор Нгуен Тхи Ким Тхань получила возможность встретиться и обсудить вопросы напрямую с профессором Фредериком Пьером, который представил последние результаты, связанные с трёхканальным зарядовым эффектом Кондо – сложнейшим явлением в физике твёрдого тела. К тому времени уже были опубликованы теоретические модели для двухканального случая, и доктор Ким Тхань выразила особую заинтересованность в разработке теоретической модели для трёхканального случая.

Результатом исследовательского сотрудничества стала научная работа «Термоэлектрическая проводимость в трёхканальных зарядовых схемах Кондо», опубликованная в журнале Physical Review Letters (№ 125, стр. 026801, 2020 г.). Статья является частью исследовательской темы «Неравновесная электронная проводимость через системы квантовых точек в режиме Кондо» (код 103.01-2020.05), финансируемой фондом Nafosted Foundation, и способствует углублению понимания квантовой проводимости и эффектов сильной корреляции в наномасштабных системах.

По мнению учёных, эффект Кондо играет важную роль в физических исследованиях. Он всегда вызывал интерес, поскольку даёт ключ к изучению электронных свойств многих материалов, где взаимодействие между электронами особенно сильно. Кроме того, теоретическое изучение проблем Кондо подтверждает и развивает важные методы исследования для решения других многочастичных задач.

Данная исследовательская работа имеет не только фундаментальное значение для теоретической физики, но и открывает перспективы для практического применения в области квантовых технологий. Она наглядно демонстрирует важность фундаментальной науки и одновременно признает выдающийся вклад вьетнамских учёных в область современной физики.

Министр науки и технологий Вьетнама вручил премию Та Куанг Буу (главную премию) 2024 года доктору Нгуен Тхи Ким Тхань из Института физики Вьетнамской академии наук и технологий, которая является основным автором выдающейся научной работы Т.К.Т. Нгуена и М.Н. Киселева «Термоэлектрический перенос в трёхканальной зарядовой цепи Кондо» (2020). Physical Review Letters, 125, 026801.

БИЧ ЛИЕН

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