重費米子半導體是新發現的一類金屬性金屬間化合物中的具有異常大電子有效質量的低激發態(準粒子)的半導體。
基本介紹
- 中文名：重費米子半導體
- 外文名：Heavy fermionic semiconductor
- 學科：材料工程
- 領域：工程技術
簡介,典例特徵,研究現狀,最新研究,
簡介
重費米子半導體是新發現的一類金屬性金屬間化合物中的具有異常大電子有效質量的低激發態(準粒子)的半導體。
典例特徵
這類材料的典型為含稀土(Ce)及錒系(U)的二元或三元化合物，計有20多種。儘管它們的基態又分為超導的磁性的費米液體(Ce, Ce, YbCuAl)三大類不同的狀態，但它們的共同特徵是低溫電子比熱係數和靜態自旋磁化率均比通常金屬大2~3個數量級。更引人注目的是，其準電子有效質量異常大，被稱為重電子金屬，理論上謂之重費米子系統(HFS)。
研究現狀
對HFS的實驗研究展現出十分豐富的物理內容。首先，在這類含磁性離子的材料中發現的重費米子超導體具有奇異的特徵，表現在低溫比熱容、超聲吸收和核磁弛豫率等量不服從傳統BCS超導體的指數激發特性，而具有簡單的冪次規律，與非聲子機制的各向異性配對超導相類似。其次，除m /1外，HFS的正常態還具有諸如:磁化率從高溫如同獨立的離子居里-外斯(Curie-Weiss)律向低溫區巡遊電子的鮑利(Pauli )律過渡等近藤(Kondo)效應特徵。
最新研究
近藤絕緣體(CeNiSn)又稱為重費米子半導體，是HFS的第四類基態，其低激發態表現出一系列不同子重電子金屬的特徵，是HFS研究的熱門問題。HFS理論研究尚處在定性階段，採用Anderson晶格模型初步說明了HFS的正常態特性已證明:由於在強庫侖關聯極限下的f電子與傳導電子間的弱雜化作用，使f電子從局域磁矩態變為無局域磁矩的弱巡遊狀態，並在費米面附近形成很窄的f能帶，產生異常高的電子態密度，導致重費米子效應，並同時伴隨著從磁向非磁連續過渡的近藤效險特徵。HFS與氧化物高臨界溫度超導體同屬強關聯電子系統，是凝聚態物理研究的前沿領域。
