Language
Country/Area
No result found
Mengapa interaksi rahasia elektron menyebabkan magnetisme yang kuat? Rahasia model Anderson terungkap!
Dalam fisika modern, magnetisme selalu menjadi area yang penuh misteri. Sebagai kerangka teori klasik, Model Anderson mengungkap bagaimana pengotor magnetik yang didoping dalam logam memicu fenomena magnetik yang kuat. Model ini awalnya diusulkan oleh fisikawan terkenal Philip Warren Anderson untuk menggambarkan pengotor magnetik yang didoping dalam logam. Artikel ini akan membahas mekanika model Anderson, termasuk bagaimana model tersebut menjelaskan fenomena seperti efek Kondo, dan mengeksplorasi makna fisik di balik fenomena ini.
Model Anderson berisi istilah yang menggambarkan energi kinetik elektron konduktor, istilah dua tingkat yang mewakili tingkat energi pengotor, dan istilah hibridisasi yang menggabungkan orbital konduktor dan pengotor.
Bentuk dasar model Anderson
Hamiltonian model Anderson, dalam bentuk yang paling sederhana, mengandung tiga bagian utama: energi kinetik elektron penghantar, suku yang mewakili tingkat energi pengotor, dan suku hibridisasi yang menggabungkan kedua bagian tersebut. Ketika mempertimbangkan satu pengotor, Hamiltonian ini dapat ditulis sebagai:
H = ∑k,σ εk ckσ† ckσ + ∑σ εσ dσ† dσ + U d↑† d↑ d↓† d↓ + ∑k,σ Vk (dσ ckσ + ckσ dσ)
Di antara mereka, ck dan d masing-masing adalah operator pemusnahan elektron konduktif dan pengotor, dan σ menandai spin elektron. Model ini memungkinkan seseorang untuk mengeksplorasi bagaimana penyisipan pengotor ke dalam logam memengaruhi perilaku magnetik secara keseluruhan.
Area magnetik yang berbeda
Model Anderson dapat menggambarkan beberapa wilayah magnetik yang berbeda, yang bervariasi menurut hubungan antara tingkat energi pengotor dan tingkat Fermi (EF):
- Wilayah orbital kosong: Ketika εd ≫ EF, tidak ada momen magnetik lokal.
- Wilayah tengah: Ketika εd ≈ EF, momen magnetik lokal terbentuk.
- Wilayah momen magnetik lokal: Ketika εd ≪ EF, momen magnetik akan dihasilkan pada pengotor.
Di wilayah momen magnetik lokal, bahkan jika ada momen magnetik lokal, pada suhu yang lebih rendah, momen magnetik ini mengalami perisai Kondo, membentuk keadaan singlet banyak-tubuh non-magnetik.
Sistem Fermion Berat dan Model Anderson Periodik
Dalam sistem fermion berat, untuk kisi yang terdiri dari banyak pengotor, model diperluas ke model Anderson periodik. Model ini menjelaskan bagaimana pengotor berinteraksi dalam sistem satu dimensi, dan bentuk Hamiltoniannya adalah:
H = ∑k,σ εk ckσ† ckσ + ∑j,σ< /sub> εf fjσ† fjσ + U ∑j fj↑ fj↑ fj↓ fj↓ + ∑j,k,σ V< sub>jk (eikxj fjσ† ckσ + e- ikxj ckσ† fjσ)
Di sini, f mewakili operator penciptaan pengotor, g mewakili elektron orbital f lokal, dan istilah hibridisasi memungkinkan elektron orbital f berinteraksi satu sama lain bahkan pada jarak yang melebihi batas Hill.
Variasi lain dari model Anderson
Ada variasi lain dari model Anderson, seperti model SU(4) Anderson, yang digunakan untuk menggambarkan pengotor yang memiliki derajat kebebasan orbital dan spin. Hal ini sangat penting dalam sistem titik kuantum tabung nano karbon.
Kesimpulan
Model Anderson tidak hanya merupakan alat yang ampuh untuk memahami ketidakmurnian magnetik dalam logam, tetapi juga memberi kita pemahaman yang lebih mendalam tentang efek kuantum dan dampaknya pada sifat material yang sebenarnya. Interaksi elektronik rahasia ini membuat kita berpikir: Akankah perkembangan ilmu material di masa depan mengungkap lebih banyak fenomena kuantum dan potensi penerapannya yang belum kita temukan, dan bahkan mungkin memiliki dampak transformatif pada kehidupan kita sehari-hari?
