Mott eriste

Mott-eristeet (Mott-eristeet) ovat kiteisiä aineita , joilla on dielektrisiä ominaisuuksia. Perinteisen sähkönjohtavuusteorian mukaan niiden on oltava johtimia, vaikka ne ovat eristeitä. Tämä vaikutus johtuu siitä, että elektronien välisen (Coulomb) vuorovaikutuksen energia (jossa elektronien keskimääräinen etäisyys) on suurempi kuin elektronien keskimääräinen kineettinen energia, jolle on tunnusomaista kaistaväli ( on tehollinen elektronin massa, on Planckin vakio). $U=e^{2}/r$ $r$ $W=\hbar ^{2}/mr^{2}$ $m$ $\hbar$

Kohteessa , nauha voidaan täyttää osittain elektroneilla, mikä on tyypillistä metalleille. Naapuriatomeissa on kuitenkin muita elektroneja, jotka estävät varauksen siirtymisen. Siten järjestelmässä, jossa on puolitäytetty kaista, tapahtuu elektronien kollektiivista lokalisoitumista Coulombin vuorovaikutuksen indusoimana, mikä tekee aineesta dielektrisen . $U>W$

Historia

Vuonna 1937 Jan Hendrik De Boer ja Evert Johannes Willem Verwey totesivat, että kaistateorian vuoksi eri siirtymämetallioksidien on oltava johtimia, koska niissä on pariton määrä elektroneja yksikkökennoa kohden. Kuitenkin käyttämällä nikkelioksidia NiO esimerkkinä havaittiin, että tällaiset yhdisteet itse asiassa käyttäytyvät dielektrisinä. Neville Mott ja Rudolf Peierls (myös vuonna 1937) ennustivat, että tämä poikkeama voidaan selittää elektronien välisten vuorovaikutusten sisällyttämisellä.

Vuonna 1949 Mott ehdotti mallia eristeeksi, jossa johtavuus perustuu kaavaan: ${\ce {NiO))$

{\ce {( Ni^2+ + O^2- )_2 -> Ni^3+O^2- + Ni^1+ + O^2-))

Yleensä Mott-eristimet esiintyvät, kun hylkivä Coulombin potentiaali on riittävän suuri luomaan energiaaukon. Yksi yksinkertaisimmista esimerkeistä Mott-eristimestä on Hubbardin vuoden 1963 malli. $U$

Ominaisuudet

Mott-eristeisiin kuuluvat siirtymä- ja harvinaisten maametallien yhdisteet, joissa on osittain täytetyt sisäiset d- tai f-orbitaalit, esimerkiksi kupraatit.

Mott-eristeillä on useita sekä kokeellisista että teoreettisista havainnoista saatuja ominaisuuksia, joita ei voida lukea antiferromagneettisesta järjestyksestä:

Spektripainon siirto Mott-asteikolla Arkistoitu 19. tammikuuta 2022 Wayback Machinessa
Yksipartikkelisen Greenin funktion katoaminen kytkettyä pintaa pitkin liikemääräavaruudessa ensimmäisessä Brillouinin vyöhykkeessä Arkistoitu 24. heinäkuuta 2020 Wayback Machinessa
Kaksi merkkimuutosta Hall-kertoimessa elektronidopingin siirtyessä arvosta toiseen (kun taas eristimillä on vain yksi merkkimuutos arvoon ) $n = 0$ $n = 2$ $n = 1$
Bosonivarauksen läsnäolo matalilla energioilla $2e$
Pseudoaukko puolitäytöstä ( ) $n = 1$ Arkistoitu 24. heinäkuuta 2020 Wayback Machinessa

Sovellus

Viime aikoina Mott-eristettä kohtaan on osoitettu yhä enemmän kiinnostusta, eikä niitä ole vielä täysin tutkittu. Näitä eristeitä voidaan käyttää ohutkalvomagneettisissa heterorakenteissa ja korkean lämpötilan suprajohtimissa .

Näistä eristeistä voi tulla johtimia muuttamalla joitain parametreja, kuten koostumusta, painetta, lämpötilaa, jännitettä ja magneettikenttää [1] . Vaikutus tunnetaan metallista eristeeseen siirtymänä, ja sitä voidaan käyttää luomaan pieniä transistoreja, kytkimiä ja muistilaitteita, joita voidaan käyttää yhdessä tavanomaisten materiaalien kanssa.

Muistiinpanot

↑ Kohsaka, Y.; Taylor, C.; Wahl, P. et ai. Kuinka Cooper-parit katoavat lähestyessään Mott-eristettä Bi 2 Sr 2 CaCu 2 O 8+ δ // Luonto : päiväkirja. - 2008. - 28. elokuuta ( nide 454 , nro 7208 ). - s. 1072-1078 . - doi : 10.1038/luonto07243 . - . - arXiv : 0808.3816 . — PMID 18756248 .

Linkit

Mott, Neville Francis Arkistoitu 7. huhtikuuta 2019 Wayback Machineen
Encyclopædia Britannica Arkistoitu 1. huhtikuuta 2020 Wayback Machinessa ;
Suuri venäläinen tietosanakirja