Как и для переходных металлов, отношение коэффициента при T
2
-члене в сопро-
тивлении к γ
2
универсально, но имеет в 25 раз большую величину : A/γ
2
∼ 10
−5
µОм
см (моль K/мДж)
2
. Эта корреляция видна на Рис.6.1 [548]. Для сравнения при-
водятся также данные для d-систем с большим γ (соединения со структурой А15,
которые демонстрируют сверхпроводимость с умеренно высокой T
c
).
Современные исследования с помощью эффекта де Гааза - ван Альфена дают воз-
можность непосредственно наблюдать некоторые зоны с большими эффективными
массами [288,549,550]. Таким образом, рассматриваемые вещества дают чрезвычай-
но интересный пример сильной перенормировки электронных характеристик вслед-
ствие межэлектронных корреляций. Стандартные вычисления зонной структуры си-
стем с тяжелыми фермионами обычно значительно недооценивают значения N(E
F
).
Удовлетворительное согласие может быть достигнуто полуфеноменологическим пу-
тем введением больших фазовых сдвигов, соответствующих сильному резонансному
рассеянию электронных состояний на уровне Ферми (см. [550,551]).
Простейшая теоретическая модель, описывающая формирования состояния с тя-
желыми фермионами - s-f модель. Нужно подчеркнуть, что, в отличие от случая
систем с сильными хаббардовскими корреляциями (раздел 4.6), затравочное взаи-
модействие между носителями тока и локализованными моментами, ведущее к ано-
мальному поведению, довольно слабо. Впрочем, вследствие резонансного характера
s-f рассеяния вблизи уровня Ферми, эффективное взаимодействие в многоэлектрон-
ной системе стремится к бесконечности. Таким образом, мы имеем дело с существен-
но многочастичной проблемой. В следующем разделе мы начинаем рассмотрение
этой проблемы со случая одной магнитной d(f)-примеси.
6.1 Эффект Кондо на одном центре
В нестоящее время считается, что главная причина аномальных свойств систем с
тяжелыми фермионами – эффект Koндo. Этот эффект впервые обсуждался в связи
с проблемой минимума удельного сопротивления в разбавленных сплавах переход-
ных металлов. Даже в “чистых"образцах меди, золота и цинка наблюдалось увели-
чение удельного сопротивления при температурах ниже 10-20K. Экспериментально
было установлено, что это явление сильно связано с присутствием малого количе-
ства (10
−2
− 10
−3
%) примесей переходных металлов (Cr, Fe, Mn), которые сохраня-
ют магнитный момент в матрице простого металла. Такой сильный эффект нельзя
объяснить в простых одноэлектронных приближениях для примесного удельного
сопротивления. Koндo [552] показал, что в третьем порядке теории возмущений s-d
обменное взаимодействие электронов проводимости с локализованными моментами
приводит к сингулярной поправке вида ln T к удельному сопротивлению вследствие
многочастичных эффектов (фермиевской статистики). После объединения с обыч-
ным низкотемпературным вкладом T
5
, вызванным электрон-фононным рассеянием,
эта поправка приводит к минимуму удельного сопротивления. Минимизируя выра-
жение
ρ = Ac ln T + BT
5
, (6.1)
где c – концентрация примесей, мы получаем T
min
∼ c
1/5
, т.е. слабую c-зависимость.
154