近藤効果とは
金属の電気抵抗は通常、温度を下げると減少します。これは電気抵抗の原因になっている原子の熱振動が、温度が下がるとともに減少して、金属の電子が通り易くなるためです。電気抵抗の原因には、ほかに不純物原子があって、これによる電気抵抗は通常は温度を変えても変化しません。ところが鉄やマンガンなどの原子が不純物として金属中にある場合、それらから来る電気抵抗は温度が下がるとともに増大して、原子の熱振動から来る電気抵抗とあわせると、温度とともに減少した電気抵抗が逆に増大するという現象が1930 年代に見つかりました。これを抵抗極小現象といいます。その理由が超伝導と並ぶ固体物理の難問となっていました。これらの不純物は磁性不純物といわれ、スピンを持っていて、小さな磁石のように振舞います。
スピンを持つ磁性不純物による電気抵抗がなぜ温度の減少とともに増大するかと言う問題を考えてみましょう。不純物のスピンは絶えずその向きを変えていますが、温度の高い時は電子の動きも速いので、不純物スピンは止まって見え、そのときには電気抵抗は温度で変化しないのです。ところが温度が低くなると電子の動きが遅くなり、電子からは不純物スピンが絶えず向きを変えているのが見えるようになります。そのときには電気抵抗が大きくなるという事が、近藤理論により示されました。それまでは不純物スピンが止まって見える場合の計算がなされていましたが、近藤理論においてはそれに対する補正という形で不純物スピンが向きを変える効果を取り入れて、電気抵抗の増大を説明しました。このように、不純物スピンにより電気抵抗が増大する現象を近藤効果といいます。
近藤淳博士:
産業技術総合研究所名誉フェロー
解説:
近藤効果と物理学
近藤効果について（解説:PDF）
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