Vengono derivate le formule per i processi che si verificano nei punti quantici

Un punto quantico è un frammento di un conduttore o semiconduttore i cui portatori di carica (elettroni o lacune)

limitato nello spazio su tutti e tremisurazioni. La dimensione di un punto quantico deve essere sufficientemente piccola affinché gli effetti quantistici siano significativi. Ciò si ottiene se l'energia cinetica dell'elettrone è notevolmente maggiore di tutte le altre scale di energia: innanzitutto maggiore della temperatura, espressa in unità di energia.

Rui sakano

Quantum dot (giallo) collegato a dueelettrodi (blu). Gli elettroni che penetrano nel punto quantico dagli elettrodi interagiscono tra loro per formare uno stato quantistico altamente correlato chiamato "liquido di Fermi"

I fisici giapponesi hanno sviluppato formule perper descrivere il fenomeno fisico che si verifica all'interno dei punti quantici e di altri materiali su scala nanometrica. Questo processo è chiamato anche “effetto Kondo”: nel 1964, il fisico teorico June Kondo lo descrisse per alcuni materiali magnetici. Ora è noto che si verifica in molti altri sistemi, compresi i punti quantici.

Tipicamente la resistenza elettrica dei metallidiminuisce al diminuire della temperatura. Tuttavia, questo non funziona con i metalli che contengono impurità magnetiche; ciò avviene solo fino a una temperatura critica. Al di sopra di esso la resistenza aumenta al diminuire della temperatura.

Per ricavare la formula, gli autorihanno compilato una descrizione matematica dell'evoluzione di questa nuvola: hanno iniziato con lo stato del sistema allo zero assoluto, a cui è applicabile il modello teorico consolidato del liquido di Fermi per gli elettroni interagenti. E come secondo passo, hanno introdotto un emendamento che descrive la risposta del sistema ai disturbi esterni. 

Di conseguenza, le formule riflettono il lavoro degli elettroni in tali sistemi in due modi diversi

Le previsioni delle formule potranno presto essere testate sperimentalmente. La ricerca per questo progetto è appena iniziata. 

Akira Oguri direttore della ricerca presso l'Università della città di Osaka presso l'Istituto di fisica teorica e sperimentale

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