성대 물리과 동문인 이한오 박사는 “Scaling the Kondo Lattice”라는 제목의 논문을 이번호 저널 네이쳐 (Nature)에 발표했다. 국지화된 f-전자의 스핀들이 규칙적으로 배열된 희토류 콘도계 (Rare-earth Kondo lattice)에서 전자의 거동은 현대과학으로 이해되지않은 풀리지않은 첨단연구 주제중의 하나이다. 높은 온도 에서 유동전자 (itinerant electrons)의 유효질량 (effective mass)은 작으며 희토류의 f-전자들은 국지화 되어 있다. 반면에 낮은온도에서 유동전자의 유효질량은 맨질량 (bare mass)보다 약 1000배 가까이에 이르는 놀 라운 현상을 보여준다. 현재까지의 이론적 이해는 콘도 불순물 (Kondo impurity)에 기반한 f-전자와 유동전자 사이의 강한 복합 (hybridization)에 의해 유동전자가 무거워진다는 것이었다. 이한오 박사는 이논문에서 보 다 근본적인 에너지 단위 (energy scale)인 RKKY 교환상호작용이 콘도계를 이해하는 핵심임을 밝히고 있다. 이 논문은 미국 로스알라모스 국립연구소의 J. D. Thompson, UC-Davis의 Y. Yang, D. Pines, UC-Irvine의 Z. Fisk와의 공동연구를 통해 이루어졌다. 이한오 박사는 성대 물리과를 1993년에 입학했으며 UC-Davis에 서 박사학위후 로스알라모스 국립연구소에서 박사후과정을 수행하고있다. Reference: Y. Yang et al., Nature 454, 611 (2008) Abstract: The origin of magnetic order in metals has two extremes: an instability in a liquid of local magnetic moments interacting through conduction electrons, and a spin-density wave instability in a Fermi liquid of itinerant electrons. This dichotomy between ‘local-moment’ magnetism and ‘itinerant-electron’ magnetism is reminiscent of the valence bond/molecular orbital dichotomy present in studies of chemical bonding. The class of heavy-electron intermetallic compounds of cerium, ytterbium and various 5f elements bridges the extremes, with itinerant-electron magnetic characteristics at low temperatures that grow out of a hightemperature local-moment state. Describing this transition quantitatively has proved difficult, and one of the main unsolved problems is finding what determines the temperature scale for the evolution of this behaviour. Here we present a simple, semiquantitative solution to this problem that provides a basic framework for interpreting the physics of heavy-electron materials and offers the prospect of a quantitative determination of the physical origin of their magnetic ordering and superconductivity. It also reveals the difference between the temperature scales that distinguish the conduction electrons’ response to a single magnetic impurity and their response to a lattice of local moments, and provides an updated version of the well-known Doniach diagram.