Hexaboruro de samario
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Hexaboruro de samario
CaHexaboride.png
Identificadores
  • 12008-30-9
Modelo 3D ( JSmol )
ChemSpider
Tarjeta de información ECHA100.031.384 Edita esto en Wikidata
Número CE
  • 234-536-3
  • InChI = 1S / 6B.Sm
    Clave: IYKQPDWKORWUNW-UHFFFAOYSA-N
  • [B]. [B]. [B]. [B]. [B]. [B]. [Sm]
Propiedades
B 6 Sm
Masa molar215,22  g · mol −1
Punto de fusion2400 ° C ± 100 [1]
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Referencias de Infobox

El hexaboruro de samario (SmB 6 ) es un compuesto de valencia intermedia en el que el samario está presente como iones Sm 2+ y Sm 3+ en una proporción de 3: 7. [2] Pertenece a una clase de aisladores Kondo .

A temperaturas superiores a 50 K, sus propiedades son típicas de un metal Kondo, con una conductividad eléctrica metálica caracterizada por una fuerte dispersión de electrones , mientras que a bajas temperaturas se comporta como un aislante no magnético con una banda prohibida estrecha de aproximadamente 4-14 meV. [3]

La transición metal-aislante inducida por enfriamiento en SmB 6 se acompaña de un fuerte aumento de la conductividad térmica , alcanzando un máximo de aproximadamente 15 K. La razón de este aumento es que los electrones no contribuyen a la conductividad térmica a bajas temperaturas, que en cambio está dominada por fonones . La disminución de la concentración de electrones redujo la tasa de dispersión de electrones y fonones. [4]

Algunas investigaciones afirman que puede ser un aislante topológico . [5] [6] [7] Otros investigadores no encontraron evidencia de estados de superficie topológicos. [8]

La creciente resistencia eléctrica con una reducción de temperatura indica que el material se comporta como aislante; sin embargo, mediciones recientes revelan una superficie de Fermi (un límite abstracto de electrones en el espacio de momento) característica de un buen metal, lo que indica un estado fundamental de aislamiento de metal dual más exótico. [9] [10] La resistividad eléctrica a temperaturas por debajo de 4K muestra una meseta distinta, [11] que se cree que es la coexistencia de un estado aislante (volumen) y un estado conductor (superficie). A temperaturas cercanas al cero absoluto, las oscilaciones cuánticas del material crecen a medida que desciende la temperatura, un comportamiento que contradice tanto el análisis de Fermi como las reglas que gobiernan los metales convencionales. [9] [12] [10] Si bien se ha argumentado que las oscilaciones cuánticas en muestras obtenidas a partir del flujo de aluminio [13] pueden surgir de inclusiones de aluminio, [14] esta explicación se excluye para las muestras cultivadas con el método del horno de imagen [9 ] [11] en lugar del método de crecimiento de flujo. [13] [14]

Ver también

  • Boruro

Referencias

  1. ^ Manuales Plenum Press de materiales de alta temperatura: Índice de materiales n. ° 1 p42
  2. ^ Nickerson, J .; White, R .; Puerro.; Bachmann, R .; Geballe, T .; Hull, G. (1971). "Propiedades físicas de SmB 6 ". Physical Review B . 3 (6): 2030. Código bibliográfico : 1971PhRvB ... 3.2030N . doi : 10.1103 / PhysRevB.3.2030 .
  3. ↑ Nyhus, P .; Cooper, S .; Fisk, Z .; Sarrao, J. (1995). "Dispersión de luz de excitaciones de brecha y estados ligados en SmB 6 ". Physical Review B . 52 (20): 14308-14311. Código Bibliográfico : 1995PhRvB..5214308N . doi : 10.1103 / PhysRevB.52.R14308 . PMID 9980746 . 
  4. ^ Sera, M .; Kobayashi, S .; Hiroi, M .; Kobayashi, N .; Kunii, S. (1996). "Conductividad térmica de los monocristales RB 6 (R = Ce, Pr, Nd, Sm, Gd)". Physical Review B . 54 (8): R5207 – R5210. Código Bibliográfico : 1996PhRvB..54.5207S . doi : 10.1103 / PhysRevB.54.R5207 . PMID 9986570 . 
  5. ^ Botimer, J .; Kim; Thomas; Conceder; Fisk; Jing Xia (2013). "Efecto Hall de superficie robusta y transporte no local en SmB 6 : indicación de un aislante topológico ideal" . Informes científicos . 3 : 3150. arXiv : 1211.6769 . Código Bibliográfico : 2013NatSR ... 3E3150K . doi : 10.1038 / srep03150 . PMC 3818682 . PMID 24193196 .  
  6. ^ Xiaohang Zhang; NP Butch; P. Syers; S. Ziemak; Richard L. Greene; Johnpierre Paglione (2013). "Hibridación, correlación entre iones y estados de superficie en el aislador Kondo SmB 6 ". Phys. Rev. X . 3 (1): 011011. arXiv : 1211.5532 . Código bibliográfico : 2013PhRvX ... 3a1011Z . doi : 10.1103 / PhysRevX.3.011011 . S2CID 53638956 . 
  7. ^ Wolgast; Cagliyan Kurdak; Kai Sun; Allen; Dae-Jeong Kim; Zachary Fisk (2012). "Descubrimiento del primer aislante topológico de Kondo: hexaboruro de samario" . Physical Review B . 88 (18): 180405. arXiv : 1211.5104 . Código bibliográfico : 2013PhRvB..88r0405W . doi : 10.1103 / PhysRevB.88.180405 . S2CID 119242604 . 
  8. ^ Hlawenka; Siemensmeyer; Weschke; Varykhalov; Sánchez-Barriga; Shitsevalova; Dukhnenko; Filipov; Gabáni; Flachbart; Rader; Rienks (2018). "El hexaboruro de samario es un conductor de superficie trivial" . Comunicaciones de la naturaleza . 9 (1): 1–7. arXiv : 1502.01542 . Código Bibliográfico : 2018NatCo ... 9..517H . doi : 10.1038 / s41467-018-02908-7 . PMC 5802797 . PMID 29410418 .  
  9. ^ a b c B. S. Tan; Y.-T. Hsu; B. Zeng; M. Ciomaga Hatnean; N. Harrison; Z. Zhu; M. Hartstein; M. Kiourlappou; A. Srivastava; MD Johannes; TP Murphy; J H. Parque; L. Balicas; GG Lonzarich; G. Balakrishnan; Suchitra Sebastián (2015). "Superficie Fermi no convencional en estado aislante". Ciencia . 349 (6245): 287–290. arXiv : 1507.01129 . Código bibliográfico : 2015Sci ... 349..287T . doi : 10.1126 / science.aaa7974 . PMID 26138105 . S2CID 206635941 .  
  10. ↑ a b Natalie Wolchover (2 de julio de 2015). "El cristal paradójico desconcierta a los físicos" . Revista Quanta . Consultado el 15 de enero de 2020 .
  11. ^ a b M. Ciomaga Hatnean; MR Lees; D. Mck. Paul; G. Balakrishnan (2013). "Monocristales grandes y de alta calidad del nuevo aislante topológico de Kondo, SmB6" . Naturaleza . 3 (3071): 3071. Bibcode : 2013NatSR ... 3E3071H . doi : 10.1038 / srep03071 . PMC 3810659 . PMID 24166216 .  
  12. ^ Borghino, Dario (7 de julio de 2015). "El material desconcertante actúa como conductor y aislante al mismo tiempo" . www.gizmag.com . Consultado el 8 de julio de 2015 .
  13. ^ a b Li, G .; Xiang, Z .; Yu, F .; Asaba, T .; Lawson, B .; Cai, P .; Tinsman, C .; Berkley, A .; Wolgast, S. (5 de diciembre de 2014). "Superficies Fermi bidimensionales en aislante Kondo SmB6". Ciencia . 346 (6214): 1208–1212. arXiv : 1306.5221 . Código bibliográfico : 2014Sci ... 346.1208L . doi : 10.1126 / science.1250366 . ISSN 0036-8075 . PMID 25477456 . S2CID 39786801 .   
  14. ↑ a b S. M. Thomas; Xiaxin Ding; F. Ronning; V. Zapf; JD Thompson; Z. Fisk; J. Xia; PFS Rosa (2019). "Oscilaciones cuánticas en SmB6 crecido en flujo con aluminio incrustado". Cartas de revisión física . 122 (16): 166401. arXiv : 1806.00117 . Código Bibliográfico : 2019PhRvL.122p6401T . doi : 10.1103 / PhysRevLett.122.166401 . PMID 31075018 . S2CID 59407039 .  
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