Techniklexikon

schwere Fermionen

Festkörperphysik, heavy fermions, Schwerfermionmetalle, Klasse stark korrelierter Elektronensysteme. Sie zeigen bei tiefen Temperaturen (Tieftemperaturphysik) interessantes, ungewöhnliches Verhalten. Die Verbindungen bestehen meistens aus leichten Lanthanoiden oder Actinoiden (z.B. Cer oder Uran). Sie sind dadurch charakterisiert, dass sie bei tiefen Temperaturen Elektronenbeiträge zur spezifischen Wärme haben, die um einige hundert Mal über dem Beitrag liegen, der nach Einelektron-Bandtheorierechnungen für die Bandelektronzustandsdichte an der Fermi-Kante (Fermi-Energie) gilt. Die Versuche, das Phänomen zu erklären, reichen von Theorien einer Fermi-Flüssigkeit bis zu solchen, bei denen die Existenz einer messbaren Fermi-Fläche bestritten wird. Die Natur der Supraleitung, die in einigen Schwerfermionsystemen auftritt, ist ebenfalls stark an das Verhalten an der Fermi-Kante gebunden, so dass die schweren Fermionen zu den exotischen Supraleitern gezählt werden können (Schwerfermionsupraleiter).