玻璃鏡中的電子

李大兵

　　穿隧掃瞄顯微鏡 (scanning tunnelling moicroscope, STM) 是一種強大的工具，它可以讓科學家直接看到原子。七年前 一張 STM 的量子柵欄 (quantum corral) -- 銅表面上的 一圈鐵原子 -- 圖片讓科學家瞭解當電子侷限在空腔中時到底發生了什麼事。
　　如果我們看看音響學上的類比例子將有助於瞭解上述的現象。假設我們將一個個全向性的 (omnidirectional) 揚聲器， 擺在房間的某處，然後測量揚聲器所發出的聲音的功率，我們將會 發現功率隨著揚聲器的頻率與位置而不同。這是因為從牆壁與 傢具反射的聲波和從揚聲器發出的聲波相遇產生干涉所致， 不同的頻率與揚聲器位置決定了干涉波的狀況。
　　接著回來看看實際的狀況。前例中聲波換為在銅表面移動的單電子 的量子波動，揚聲器是懸浮在表面上並且供應電子的 STM 的針尖， 聲波的頻率是電子的能量（能量決定了電子的波長），牆壁與傢具 是量子柵欄的邊緣與缺陷。最後，揚聲器的頻率則是 STM 的電流。
　　橢圓形是一個特殊的形狀，從橢圓形其中一個焦點發出的聲波將會聚焦在 另一個焦點上。Manoharan 等人將一個鈷原子放在橢圓的一個焦點 上，然後將 STM 針尖放在另一個焦點上，從 STM 施放電子撞擊 鈷原子。鈷原子在低溫下會有所謂的 Kondo 共振效應，原因是鈷原子 有磁矩 (magnetic moment) ，在低溫下會將圍繞在四周的傳導電子的 費米海 (Fermi sea)變成反向極化，因此屏蔽了磁矩並且產生 many-body singlet state。此種 Kondo 共振在觀測上的現象是 電阻在低溫下會上升，這是因為 Kondo 雲的形成使得磁性雜質 更有效率的散射傳導電子。
　　第一個 Kondo 共振的 STM 證據是由 Madhavan 等人所提出 (Science 280, 567-569, (1998))， Madhavan 的研究小組是由 M. F. Crommie所領導， Crommie 即是 Eigler 研究小組圓形量子柵欄的論文 (Nature 363, 524-527 (1993)) 的第一作者。在 Mandharan 的研究中，如果 STM 尖端懸浮 在另一個焦點上會產生與將 STM 尖端懸浮在鈷原子上同樣（但 較微弱）的傳導性變化，就好像雷達上的光點 (blip) 一般。 這個結果引出了幾個奇異的問題，在另一端看到的 'blip'是否 代表了電子結構在那邊也受到了擾動？電子結構真的如作者所宣稱 的投影到另一個焦點上？或著，像是橢圓鏡室中一個焦點上的燈泡 一樣，我們會在另一個焦點上也看到一個燈泡，直到伸手去摸之後才知道那個燈泡並不存在？

現實999

不錯啊，沒看過這麼好看的

9394

回答了那麼多，沒有加分了，鬱悶。。

曾冇權

給你打氣加油，謝謝分享

jennyjellyfish

看看好不好看

jackjack99

為了潛水值，我回覆一下囉

HO0907

這個帖不錯！！

鬼谷先生

貌似看過了

freegold

看帖累了，回覆一下吧！

切雞飯

看完了這麼強的文章，我想說點什麼，但是又不知道說什麼好，想來想去只想