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 estrecha banda prohibida de unos 4-14 meV. [3]
La transición metal-aislante inducida por enfriamiento en SmB 6 va acompañada de un fuerte aumento en la conductividad térmica , que alcanza 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 en 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 superficiales topológicos. [8]
El aumento de la resistencia eléctrica con la reducción de la temperatura indica que el material se comporta como aislante; sin embargo, las 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 (bulto) y un estado conductor (superficie). A temperaturas cercanas al cero absoluto, las oscilaciones cuánticas del material aumentan a medida que desciende la temperatura, un comportamiento que contradice tanto el análisis de Fermi como las reglas que rigen los metales convencionales. [9] [12] [10] Si bien se ha argumentado que las oscilaciones cuánticas en muestras cultivadas a partir de fundente de aluminio [13] pueden surgir de inclusiones de aluminio, [14] tal explicación se excluye para muestras cultivadas mediante el método del horno de imagen [9] ] [11] en lugar de por el método de crecimiento de flujo. [13] [14]