![]() Comentarii Adauga Comentariu _ Cercetătorii găsesc un obstacol neașteptat în calea conductibilității în izolatoarele Mott![]() _ Cercetătorii găsesc un obstacol neașteptat în ceea ce privește conductivitatea în izolatorii MottÎn domeniul fizicii materiei condensate, puține fenomene captivează curiozitatea fizicienilor la fel de mult ca izolatorii Mott. Conform teoriei tradiționale, această clasă ciudată de materiale ar trebui să fie capabilă să conducă electricitatea, dar se comportă în principal ca izolatori. Ceea ce este și mai bizar este că atunci când se adaugă electroni, materialul poate deveni de fapt un supraconductor. conducând un curent electric cu rezistență zero. Cu toate acestea, poate rămâne și un izolator indiferent de câți electroni sunt adăugați. Reacțiile extrem de opuse i-au nedumerit pe oamenii de știință de zeci de ani, dar unele dintre aceste mistere ar putea să se apropie de sfârșit. Oamenii de știință de la Universitatea Brown care lucrează cu o echipă internațională de cercetători au dezvoltat o teorie nouă, pe care au verificat-o prin intermediul o serie de experimente de laborator, pentru a explica fundamental pentru prima dată de ce un tip de izolator Mott rezistă cu încăpățânare la conducerea electricității chiar și atunci când se adaugă electroni. „Este prima dată când noi, ca fizicieni, înțelegem microscopic de ce specificul tipul de izolator Mott pe care l-am analizat nu a fost niciodată transformat într-un dirijor”, a spus profesorul și președintele departamentului de fizică Brown, Vesna Mitrović, care conduce un grup de rezonanță magnetică a materiei condensate la Universitate și este coautor al noului studiu. „Lucrarea oferă o imagine cu adevărat fundamentală a motivului pentru care s-ar putea să nu funcționeze niciodată ca dirijor. Principala concluzie este că materialul este util pentru alte aplicații electronice, dar nu pentru a se transforma într-un dirijor.” p>Lucrarea este descrisă în Nature Communications și a fost realizată în colaborare cu cercetători de la Universitatea din Bologna, Universitatea din Viena, Universitatea din Parma, Institutul Politehnic de Paris, Collège de France și Universitatea de Stat din Ohio. Lucrarea a început ca un experiment de fizică a materiei condensate fără legătură între cercetătorii de la Brown și Universitatea din Bologna. Studiul s-a concentrat pe un tip de izolator Mott numit Ba2Na1–OsO6. Materialul este ceea ce este cunoscut sub numele de izolator relativist Mott, deoarece prezintă o cuplare puternică spin-orbită, o stare în care electronii interacționează puternic între ei, iar spinul lor este foarte implicat în modul în care se mișcă pe orbitele lor individuale. În esență, acest lucru face ca materialul să se abată de la predicțiile fizice mai comune, ceea ce poate crea un comportament electronic special. Din această cauză, materialul și, în general, întreaga clasă de izolatori relativiști Mott, a atras atenție și investiții considerabile din partea comunității științifice pentru a înțelege și controla proprietățile sale. Oamenii de știință cred că materialul, ca și alții din clasa sa, poate fi mutată în și din starea izolatoare Mott prin adăugarea de sarcină cu electroni. Noul studiu explică modul în care particulele nevăzute anterior din acest izolator Mott interacționează la nivel cuantic pentru a-l împiedica să se transforme într-un conductor chiar și atunci când se adaugă mulți electroni în plus. „Această nouă înțelegere ar putea salva cercetătorii o mulțime de timp, investiții și efort din încercarea de metode diferite”, a spus Mitrović. Cercetătorii au descoperit că cheia este o colecție neașteptată de particule numite bipolaroni care se formează atunci când încărcarea electronică este adăugată materialului. De obicei, electronii se răspândesc uniform într-un metal, dar aici unii dintre electronii încărcați se blochează în anumite puncte ale materialului atunci când sunt adăugați. Acești electroni prinși sunt cei care se îmbină cu structura rețelei a materialului pentru a deveni bipolaroni. Bipolaronii acționează apoi ca blocuri rutiere pentru electroni, făcându-le greu să se miște și să conducă electricitatea. Chiar și atunci când încearcă să depășească acest obstacol prin adăugarea și mai multor electroni, bipolaronii se asigură că electronii continuă să rămână blocați și nu se pot mișca liber. În cele din urmă, acesta este ceea ce păstrează materialul un izolator. Acest comportament neașteptat i-a nedumerit pe oamenii de știință, deoarece contravine înțelegerii obișnuite a modului în care materialele răspund la schimbările în structura lor electronică. Acesta este motivul pentru care rezultatele studiului i-au luat pe cercetători prin surprindere, iar calculele pentru teorie au durat patru ani, având în vedere că interacțiunile nu fuseseră studiate înainte. „Conform înțelegerii noastre asupra fizicii actuale. , acest lucru nu ar trebui să se întâmple”, a spus Mitrović. Cercetătorii speră acum să-și pună la încercare noua teorie și tehnici de experimentare și să vadă cât de răspândiți sunt bipolaronii în izolatorii relativiști Mott. „Va fi interesant de văzut dacă există circumstanțe în care puteți transforma un izolator relativist Mott în conductor sau este acest lucru cu adevărat universal”, a spus Mitrović.
Linkul direct catre PetitieCitiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:
|
ieri 22:28
Cristi Chivu, noul antrenor al Parmei!
|
|
Comentarii:
Adauga Comentariu