在大多数情况下，金属的电阻会随着温度的降低而降低。在含有磁性杂质的金属中，由于存在有被称为“近藤效应”的奇怪现象，电阻会随着温度下降而增加。由于金属中磁性杂质和传导电子间的量子相互作用，近藤效应似乎主要出现在由稀土元素组成的化合物中。

然而，现在有一个国际研究小组已经证明，近藤效应可以发生在过渡金属氧化物CaCu3Ru4O12(CCRO)中。由大阪府立大学物理与电子系助理教授Atsushi Hariki领导的团队表示，他们的研究解决了之前对CCRO的异议，并将近藤物理学带入到了过渡金属氧化物的研究领域。

该团队于2022年1月26日在《Physical Review X》上发表了他们的研究结果。

十年前，有一项实验研究表明，CCRO材料中存在有类似近藤效应的特性，它由一个钙(Ca)原子、三个铜(Cu)原子、四个钌(Ru)原子和十二个氧(O)原子组成。但在后续的实验中没有发现所需的近藤效应证据，因此该领域的许多人都反对称CCRO为近藤材料。

Atsushi Hariki说：“我们证明了近藤物理会存在于具有钙钛矿晶体结构的过渡金属氧化物中，即CCRO材料。这解决了迄今为止的那些相互矛盾的讨论。”

如图所示，近藤效应的特征是金属中的电子屏蔽了局部自旋(磁体)。这种屏蔽开始发生的温度被称为近藤温度。

根据Hariki的说法，之前得出CCRO没有表现出近藤效应的结论，是因为研究是在中等温度下进行的，该温度对于化合物的构成来说是太低了。所以他们对CCRO中近藤温度的估计提出了质疑。

Hariki说：“我们研究的关键点是，CCRO的近藤温度非常高，至少500K(约227℃)。”这意味着人们必须远远超过水的沸点(100℃)才能观察到近藤效应。“从实验上来看，这个温度是无法达到的，但在如此高的温度下，进行计算模拟是可行的。”

为了实现这一目标，研究小组建立了一个模拟CCRO的模型，通过使用X射线光电子能谱技术来确定材料内部电子的能量，该技术利用爱因斯坦的光电效应来捕获在组成元素周围移动的电子。X射线光电子能谱测量由马克斯·普朗克固体化学物理学研究所的Daisuke Takegami和Liu Hao Tjeng领导的国际实验团队进行。

Hariki说：“计算机模拟揭示了从非磁性到局部瞬间的交叉，这是近藤效应的证据……我们发现铜的三维自旋动力学——导电电子散射时的自旋运动——在500K到1000K的温度范围内表现出近藤行为。因此，CCRO必须被归类为具有高近藤温度的近藤系统。”

Hariki最后表示，他们的研究将近藤效应和近藤相关的现象带入到了过渡金属氧化物中。特别是，这个领域研究的材料类别为在强相关电子系统中整合相互冲突的量子现象提供了一个新平台。（编译:Qtech）