Эффект Кондо, впервые описанный в прошлом веке японским физиком Джун Кондо, наблюдается, когда к таким металлам, как золото или медь, добавляются магнитные примеси, то есть очень мало атомов (даже только 1 из 1000) магнитного материала, такого как железо. Даже молекулы, подобные оксиду азота, ведут себя как магнитные примеси: находясь между металлическими электродами, они вызывают эффект Кондо. Этот эффект, как показывают авторы исследования, можно использовать для изменения проводимости между двумя электродами.
Реквист и Тосатти создали компьютерную модель эффекта Кондо в этих условиях и сформулировали прогнозы поведения молекул. Затем они были проверены в экспериментах, проведенных физиками-экспериментаторами, участвовавшими в исследовании.Результаты обнадеживают: «Наша работа впервые демонстрирует, что мы можем предсказать эффект Кондо количественно, и предлагает теоретическую основу для аналогичных расчетов с более крупными и более сложными молекулами. В будущем это может быть полезно при поиске наиболее подходящих молекул для этих целей », — прокомментировал Реквист.
Эффект Кондо возникает, когда присутствие магнитного атома (примеси) заставляет движение электронов в материале вести себя особенным образом.«У каждого электрона есть механический или магнитный момент вращения, называемый спином», — объясняет Эрио Тосатти. «Кондо — это явление, связанное со спином металлических электронов, когда они сталкиваются с магнитной примесью.
Свободные металлические электроны группируются вокруг примеси и« экранируют »ее, так что ее больше нельзя обнаружить, по крайней мере, пока температура достаточно низкий ". Это приводит к определенным свойствам материала, например к увеличению электрического сопротивления.«И наоборот, в условиях с очень маленькими масштабами (острие туннельного электронного микроскопа), таких как те, которые используются в этом исследовании, результатом вместо этого является увеличение проводимости», — объясняет Реквист.
В исследовательском сотрудничестве, в ходе которого было проведено исследование, приняли участие SISSA, CNR-IOM Democritos, ICTP, Университет Триеста, Технологический университет Дрездена и Французская комиссия по альтернативным источникам энергии и атомной энергии (CEA).