Çin Bilimler Akademisi’nin Hefei Fiziksel Bilim Enstitüleri’nden Prof. Li Xiangyang liderliğindeki bir araştırma grubu yeni bir keşifte bulundu: Tek bir organik molekül, manyetik bir atomda Kondo etkisini indükleyebilir ve bu kuantum olgusunun geniş bir metalik elektron denizi gerektirdiğine dair uzun süredir devam eden inanca meydan okuyabilir.
Araştırma sonuçları şu adreste yayınlandı: Fiziksel İnceleme Mektupları.
Kondo etkisi, bir metaldeki iletim elektronlarının lokalize bir safsızlık atomunun manyetik momentini toplu olarak taradığı kuantum çoklu cisim olgusudur. Güçlü bir şekilde ilişkili elektron davranışını açıklamaya yardımcı oluyor ve nanobilim, moleküler elektronik ve kuantum bilgi araştırmalarındaki ilerlemelere ilham veriyor.
Geleneksel olarak, bu etkinin yalnızca büyük miktarda metalik elektron rezervuarına sahip sistemlerde ortaya çıkabileceğine inanılıyordu ve bu da yeni sonuçları özellikle çarpıcı kılıyordu.
Bu çalışmada araştırmacılar, metalik bir substrat üzerinde biriken kobalt ftalosiyanin (CoPc) moleküllerinin, bir kobalt atomunun dönüş durumunu taramak için gezici benzeri bir elektron rezervuarı görevi görerek ilk “moleküler Kondo kutusunu” oluşturduğunu gösteriyor.
İlk prensip hesaplamaları ve deneysel doğrulama, Co-CoPc/Au(111) sisteminde CoPc molekülünün π-elektron durumlarının Au(111) substratının iletim elektronları ile melezleştiğini ortaya çıkardı. Bu hibridizasyon molekülün’gezgin benzeri davranışlar sergilemek için kendi π-elektronlarını kullanır.
Bu π-orbitalleri, kobalt atomunun simetrik olarak eşleşen dπ yörüngeleriyle güçlü bir şekilde örtüşür, metalik substrattan gelen rakip taramayı bastırır ve moleküler ölçekte bir Kondo teklisinin oluşumunu sağlar.
Dikkat çekici bir şekilde, karşılık gelen Kondo sıcaklığı, kobalt atomlarının sayısı ve moleküler sistemin genel simetrisi kontrol edilerek hassas bir şekilde ayarlanabiliyor.
Ekibe göre bu keşif, yalnızca Kondo fiziğinin temel anlayışını genişletmekle kalmıyor, aynı zamanda dönüş durumlarında yeni bir kararlılık ve ayarlanabilirlik düzeyi de gösteriyor.
