Isolant de Kondo

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Un isolant de Kondo est un semi-conducteur à bande interdite étroite dans lequel la bande interdite semble produite par l'hybridation entre des électrons f localisés et une bande de conduction d'électrons s ou d demi-remplie[1]. Cependant, leur susceptibilité magnétique obéit à loi de Curie à haute température, puis en dessous d'un pic se met à décroître jusqu'à une valeur constante à basse température, comme si les électrons f formaient des moments magnétiques à haute température et ne s'hybridaient avec les électrons de la bande de conduction qu'à basse température. La diffusion inélastique des neutrons fait apparaître un gap à basse température, mais plus grand que la bande interdite. L'application d'un champ magnétique peut rendre le matériau conducteur.

Du point de vue théorique, l'état isolant est dû à l'effet Kondo qui libère dans la bande de conduction des porteurs de charge supplémentaires jusqu'à en faire une bande pleine[2].

La table donne quelques largeurs de bande interdite mesurées à basse température dans des isolants Kondo. Bien que FeSi {\displaystyle {\ce {FeSi}}} ne présente pas d'électrons f, il se comporte comme un isolant Kondo.

Matériau Bande interdite ( Δ / k B {\displaystyle \Delta /k_{B}} ) en K
CeNiSn 3
Ce 3 Bi 4 Pt 3 {\displaystyle {\ce {Ce3Bi4Pt3}}} 42
SmB 6 {\displaystyle {\ce {SmB6}}} 27
YbB 12 {\displaystyle {\ce {YbB12}}} 62
FeSi {\displaystyle {\ce {FeSi}}} 750

Références

  1. (en) Z. Fisk, J. L. Sarrao, J. D. Thompson et D. Mandrus, « Kondo insulators », Physica B: Condensed Matter, proceedings of the International Conference on Strongly Correlated Electron Systems, vol. 206-207,‎ , p. 798–803 (ISSN 0921-4526, DOI 10.1016/0921-4526(94)00588-M, lire en ligne Accès libre, consulté le )
  2. (en) P. Coleman, Helmut Kronmüller (dir.) et Stuart S. P. Parkin (dir.), Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Vol 1 : Fundamentals and Theory., New York, John Wiley & Sons, (lire en ligne), p. 95-148
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