| 0 |
|
Превращается ли вода в лед, размагничивается ли железо или материал становится сверхпроводящим – для физиков в основе этого всегда лежит фазовый переход. Они стремятся понять эти различные явления путем поиска универсальных свойств. Исследователи из Университета Гете во Франкфурте и Дрезденского технического университета сделали новаторское открытие в процессе изучения фазового перехода электрического проводника в диэлектрик (переход Мотта металл-диэлектрик).
Согласно предсказанию Невилла Френсиса Мотта в 1937 году, взаимное отталкивание заряженных электронов может вызвать переход металл-диэлектрик. Тем не менее вопреки распространенному хрестоматийному мнению, согласно которому фазовый переход определяется только электронами, существует взаимодействие электронов с атомной кристаллической решеткой твердого тела, которое является определяющим фактором. Исследователи сообщили об этом в последнем выпуске журнала "Science Advances".
Исследовательской группе под руководством профессора Микаэля Ланга (Michael Lang) из Физического института Университета Гете во Франкфурте, удалось сделать открытие с помощью самодельного устройства, которое является единственным во всем мире. Оно позволяет измерять изменения длины при низких температурах при переменном внешнем давлении с очень высоким разрешением. Таким образом можно было впервые экспериментально доказать, что не только электроны играют существенную роль в фазовом переходе, но и атомная решетка.
«Эти экспериментальные результаты будут предвещать сдвиг парадигмы в понимании одного из ключевых явлений текущего исследования конденсированных сред», - говорит профессор Ланг. Переход металл-диэлектрик Мотта связан с необычными явлениями, такими как высокотемпературная сверхпроводимость в материалах на основе оксидов меди. Они представляют огромный потенциал для будущих технических приложений.
Теоретический анализ экспериментальных данных базируется на фундаментальном предположении о том, что многие частицы в системе, близкой к фазовому переходу, взаимодействуют не только со своими непосредственными соседями, но и со всеми другими частицами на больших расстояниях. Как следствие, только самые общие аспекты имеют важное значение, например, симметрии системы. Определение таких универсальных свойств является таким образом ключом к пониманию фазовых переходов.
«Эти новые идеи открывают совершенно другой взгляд на переход Мотта металл-диэлектрик и позволяют более сложное теоретическое моделирование фазового перехода», - объясняет д-р Маркус Гарст (Markus Garst), старший преподаватель Института теоретической физики Технического Университета в Дрездене.
Электроны, встроены в атомную решетку – компоненты твердого тела. Взаимное отталкивание электронов мешает их тесному контакту. Это препятствует потоку электронов, и система может стать изолятором
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
