miniatura|Relació de dispersió de la banda de conducció i els estats localitzats. En física d'estat sòlid, els aïllants Kondo (també anomenats semiconductors Kondo i semiconductors de fermions pesants) s'entenen com a materials amb electrons fortament correlacionats, que obren una banda prohibida estreta (de l'ordre de 10 meV) a baixes temperatures amb el potencial químic situat en la banda prohibida, mentre que en els materials de fermions pesants el potencial químic es troba a la banda de conducció.
La banda prohibida s'obre a baixes temperatures a causa de la hibridació d'electrons localitzats (principalment electrons f) amb electrons de conducció, un efecte de correlació conegut com a efecte Kondo . Com a conseqüència, s'observa una transició del comportament metàl·lic a aïllant en les mesures de resistivitat. La banda prohibida pot ser directa o indirecta. Els aïllants Kondo més estudiats són FeSi, Ce3Bi4Pt3, SmB6, YbB12 i CeNiSn, tot i que al 2016 hi ha més d'una dotzena d'aïllants Kondo coneguts. miniatura|Hibridació i formació d'una bretxa d'energia indirecta (hibridació) a causa de l'apantallament Kondo coherent dels moments locals pel mar d'electrons de conducció.
Visió històrica El 1969, Menth et al. no van trobar cap ordenació magnètica en SmB6 fins a 0,35 K i van trobar un canvi de comportament metàl·lic a aïllant en la mesura de la resistivitat amb la disminució de la temperatura. Van interpretar aquest fenomen com un canvi de la configuració electrònica de Sm.
El 1992, Gabriel Aeppli i Zachary Fisk van trobar una manera descriptiva d'explicar les propietats físiques del Ce3Bi4Pt3 i del CeNiSn. Van anomenar els materials aïllants Kondo, mostrant un comportament de xarxa Kondo prop de la temperatura ambient, però tornant - se semiconductors amb buits d'energia molt petits (d'uns quants Kelvin a unes poques desenes de Kelvin) en disminuir la temperatura. miniatura|En el cas dels aïllants de Kondo, el nivell de Fermi (potencial químic) es troba a la bretxa d'hibridació.
Propietats de transport A altes temperatures, els electrons f localitzats formen moments magnètics locals independents. Segons l'efecte Kondo, la resistivitat de corrent continu dels aïllants Kondo mostra una dependència logarítmica de la temperatura. A baixes temperatures, els moments magnètics locals són ocults pel mar d'electrons de conducció, formant una ressonància Kondo. La interacció de la banda de conducció amb els orbitals f resulta en una hibridació i un gap d'energia. Si el potencial químic rau en el gap d'hibridació, es pot observar un comportament aïllant en la resistivitat de corrent continu a baixes temperatures.
En els darrers temps, els experiments d'espectroscòpia de fotoemissió amb resolució angular han proporcionat imatges directes de l'estructura de bandes, la hibridació i la topologia de banda plana en aïllants Kondo i compostos relacionats.
Referències
Categoria:Física Categoria:Semiconductors