Transiciones metal-aislante son transiciones de un metal de (material con buena conductividad eléctrica de las cargas eléctricas ) a un aislante (material en el que la conductividad de los cargos se suprime rápidamente). Estas transiciones se pueden lograr ajustando varios parámetros ambientales como la presión o, en el caso de un semiconductor , el dopaje .
Historia
La distinción básica entre metales y aislantes fue propuesta por Bethe , Sommerfeld y Bloch en 1928/1929. Distinguió entre metales conductores (con bandas parcialmente llenas) y aislantes no conductores. Sin embargo, en 1937 de Boer y Evert Verwey informaron que muchos óxidos de metales de transición (como NiO) con una banda d parcialmente llena eran malos conductores, a menudo aislantes. En el mismo año, Peierls afirmó la importancia de la correlación electrón-electrón . Desde entonces, estos materiales, así como otros que presentan una transición entre un metal y un aislante, han sido ampliamente estudiados, por ejemplo, por Sir Nevill Mott , por quien el estado aislante recibe el nombre de aislante Mott .
La primera transición de metal-aislante que se encontró fue la transición de Verwey de magnetita en la década de 1940. [1]
Descripción teórica
La estructura de bandas clásica de la física del estado sólido predice que el nivel de Fermi se encuentra en una banda prohibida para aisladores y en la banda de conducción para metales, lo que significa que se observa un comportamiento metálico para compuestos con bandas parcialmente llenas. Sin embargo, se han encontrado algunos compuestos que muestran un comportamiento aislante incluso para bandas parcialmente llenas. Esto se debe a la correlación electrón-electrón , ya que los electrones no pueden verse como no interactuantes. Mott considera un modelo de celosía con solo un electrón por sitio. Sin tener en cuenta la interacción, cada sitio podría estar ocupado por dos electrones, uno con giro hacia arriba y otro con giro hacia abajo. Debido a la interacción, los electrones sentirían una fuerte repulsión de Coulomb, que según Mott divide la banda en dos. Tener un electrón por sitio llena la banda inferior mientras que la banda superior permanece vacía, lo que sugiere que el sistema se convierte en un aislante. Este estado de aislamiento impulsado por interacción se denomina aislante Mott . El modelo de Hubbard es un modelo simple que se usa comúnmente para describir las transiciones entre metal y aislante y la formación de un aislante Mott.
Ver también
Referencias
Otras lecturas
- Mott, NF (1 de octubre de 1968). "Transición Metal-Aislante". Reseñas de Física Moderna . 40 (4): 677–683. Código Bibliográfico : 1968RvMP ... 40..677M . doi : 10.1103 / RevModPhys.40.677 .
- Mott, N. (1974). Transiciones metal-aislante . Taylor & Francis Ltd. ISBN 978-0-85066-079-1.
- Imada, M .; Fujimori, Tokura (1998). "Transiciones metal-aislante". Rev. Mod. Phys . 70 (4): 1039. Bibcode : 1998RvMP ... 70.1039I . doi : 10.1103 / revmodphys.70.1039 . http://rmp.aps.org/abstract/RMP/v70/i4/p1039_1