Aïllant de Mott
Els aïllants de Mott són una classe de materials que deurien conduir l'electricitat segons la teoria de bandes convencional, pero en medir-los són aïllants (particularment a baixes temperatures). Este efecte és per interaccions electró-electró, que no es consideren en teoria de bandes convencional.
La banda prohibida en un aïllant de Mott està entre bandes del mateix caràcter, com a caràcter 3d, mentres que la banda prohibida en els aïllants de transferència de càrrega estan entre estats anión i catión,[1] com entre una banda 2p del O i una 3d del Ni en el NiO. [2]
Història
[editar | editar còdic]Encara que la teoria de bandes en sòlits havia tingut molt èxit descrivint vàries propietats elèctriques de materials, en 1937 Jan Hendrik de Boer i Evert Johannes Willem Verwey varen senyalar que una varietat d'òxits de metals de transició predits com conductors per la teoria de bandes (ya que tenen un número impar d'electrons per cela unitat) són en realitat aïllants.[3] Nevill Mott i Rudolf Peierls varen predir més vesprada en el mateix any que esta anomalia podia explicar-se incloent interaccions entre electrons.[4]
En 1949, en particular, Mott va propondre un model per al NiO com a aïllant, a on la conducció està basada en la fòrmula[5]
- (Ni2+O2−)2 → Ni3+O2− + Ni1+O2−.
En esta situació, la formació d'una brecha energètica que evita la conducció pot entendre's com la competició entre el potencial de Coulomb O entre electrons 3d i l'integral de transferència t d'electrons 3d entre àtoms veïns (l'integral de transferència és part de l'aproximació d'enllaç fort). La brecha energètica total resultant és
- Igap = O − 2zt,
a on z és el número de primers veïns.
En general, els aïllants de Mott ocorren quan el potencial de Coulomb repulsivo O és lo prou gran per a crear una brecha energètica. Una de les teories més senzilles d'aïllants de Mott és el model de Hubbard de 1963. El pas de metal a aïllant de Mott segons aumenta O es pot predir en la cridada teoria de camp mig dinàmic.
Mottismo
[editar | editar còdic]Mottismo denota la característica adicional, ademés de l'orde antiferromagnético, necessària per a descriure completament un aïllant de Mott. En atres paraules, es pot dir que
- orde antiferromagnético + mottismo = aïllant de Mott
Aixina, el mottismo aglutina totes les propietats dels aïllants de Mott que no poden atribuir-se simplement al antiferromagnetismo.
Existixen propietats de Mott, obtingudes per observacions tant experimentals com a teòriques, que no poden atribuir-se al antiferromagnetismo i per tant constituïxen mottismo. Estes inclouen
- Transferència espectral en l'escala de Mott.[6][7]
- Anulació de la funció de Green d'una única partícula a lo llarc d'una superfície conexa del espai de moments en la primera zona de Brillouin.
- Dos canvis de signe del coeficient Hall quan el dopage d'electrons va de (els aïllants de banda solament tenen un canvi de signe en ).[8][9]
- La presència d'un bosón de càrrega (en la càrrega de l'electró) a baixes energies.[10]
- Un pseudohueco llunt del mig omplit ().[11]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ «lecture slides». Archivat des d'el original, el 29 de març de 2018. Consultat el 11 de decembre de 2018.
- ↑ (1987).Physical Review Letters.62(2)
- 221–224.doi:10.1103/PhysRevLett.62.221.
- ↑ (1937).Proceedings of the Physical Society.49(4S)
- 59.doi:10.1088/0959-5309/49/4S/307.
- ↑ (1937).Proceedings of the Physical Society.49(4S)
- 72.doi:10.1088/0959-5309/49/4S/308.
- ↑ (1949).Proceedings of the Physical Society.62(7)
- 416.doi:10.1088/0370-1298/62/7/303.
- ↑ Philip Phillips, "Mottness", https://arxiv.org/abs/cond-mat/0702348
- ↑ M. B. J. Meinders, H. Eskes, and G. A. Sawatzky, Phys. Rev. B 48 3916 (1993)
- ↑ Robert G. Leigh, Philip Phillips, and Ting-Pong Choy, "Hidden Charge 2i Boson in Doped Mott Insulators: Field Theory of Mottness", to be published in Phys. Rev. Lett., https://arxiv.org/abs/cond-mat/0612130v3 (2007)
- ↑ Ting-Pong Choy, Robert G. Leigh, Philip Phillips, and Philip D. Powell, "Exact Integration of the High Energy Scale in Doped Mott Insulators", https://arxiv.org/abs/0707.1554
- ↑ Tudor D. Stanescu, Philip Phillips, and Ting-Pong Choy, "Theory of the Luttinger surface in doped Mott insulators", Phys. Rev. B 75 104503 (2007)
- ↑ Tudor D. Stanescu and Philip Phillips, "Pseudogap in Doped Mott Insulators is the Near-neighbour Analogue of the Mott Gap", Phys. Rev. Lett. 91, 017002 (2003), https://arxiv.org/abs/cond-mat/0209118
- Este artícul conté una traducció derivada de «Aislante de Mott» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.