Naturaleza

NATURALEZA | Vol 441 | 18 de mayo 2006 NOTICIAS Y OPINIONES

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Las bandas de los de la teoría de la banda. Los electrones deben

ocupar las bandas disponibles de forma secuencial, comenzando

con la energía más baja y procedimiento

hacia arriba. Cada banda tiene capacidad

dos electrones de espín opuesto. De ello se deduce que si

el sólido (más correctamente, una unidad de celda del

) sólido contiene un número impar de electrones,

entonces por lo menos una banda debe ser incompleta

lleno. Tal material se garantiza que sea

metálico dentro de la teoría banda.

La búsqueda experimental para la reunión de las superficies

estas condiciones, pero que muestran, no obstante

aislamiento comportamiento, comenzó en serio en

la década de 1990. En un experimento clásico, un Mott

aislador se ha diseñado en una superficie de silicio

por primera reducción de sus electrones utilizando implantado

boro. Después de potasio fue adsorbido hasta

electrones sólo lo suficiente para satisfacer fueron suministrados

el criterio de Bloch-Wilson para un metal5. Pero

datos de espectroscopía de fotoemisión (que

utiliza la luz para extraer electrones de un material y

revelar su distribución de energía) mostró una brecha

entre las bandas vacías y llenas. Esta contradicción

con la teoría de la banda aportó pruebas concluyentes,

finalmente confirmó theoretically6,

que la superficie de silicio de potasio cubierto es un

Mott aislante.

Una estrategia similar se aplicó también a la

superficie de germanio, pero con importante

diferencias. En lugar del boro-potasio

combinación, una sobrecapa único de plomo era

utilizado para suministrar el mismo número de electrones.

Cuando este sistema de plomo-germanio fue

se enfría por debajo de 100 grados Kelvin, una pequeña diferencia de energía

apareció, pero acompañado de una nueva característica: una

distorsión periódico, arrugando del overlayer7 plomo.

Cuando los átomos de estaño (con el mismo número

de electrones de valencia como los átomos de plomo) fueron

añadió en su lugar, el arrugando mismo se encontró,

pero la diferencia fue misteriosamente absent8. Tiene

sido persuasivamente argued9 que el arrugando

visto a bajas temperaturas en ambos sistemas es

en realidad la congelación de un modo de vibración en

que, a temperaturas más altas, los átomos de estaño

sometidos a rápidas oscilaciones de arriba-abajo. Pero el

más grande la pregunta - ¿por qué la lata-germanio

el sistema no parece ser un aislante de Mott -

sigue sin resolverse.

Cortés y contribution3 colegas en el

la historia es doble. En primer lugar, establecer que tincovered

germanio es de hecho un aislante Mott,

pero sólo a temperaturas muy bajas. En segundo lugar,

presentan ángulo resuelto fotoemisión

los datos que dan una imagen detallada de todo

de la transición metal-aislante, añadiendo

peso a las conclusiones anteriores en relacionada con bidimensional

sistemas. Su principal prueba

consta de los espectros de fotoemisión, tomada a

temperaturas de 12 y 140 grados Kelvin, que simultáneamente

medir la energía y el impulso

distribución de los electrones. A la temperatura más baja

los espectros muestran la apertura de un libro de texto

aislamiento brecha. Los autores fortalecer este

resultar con un segundo, sorprendente, encontrar: a

12 grados Kelvin, la distorsión arrugando se encuentra en

antes experiments8 desaparece y un uniforme de

rendimientos de superficie plana.

Física del estado sólido

Cuando es un metal no es un metal?

Steven C. Erwin

Cuando se trata de un aislante, por supuesto. Los materiales que deberían en teoría de la conducta

electricidad - pero no - son bien conocidos, pero el comportamiento anómalo de

un material ha causado en particular de rascarse la cabeza.

Cada estudiante sabe la diferencia entre

un metal y un aislante: un conductor de la electricidad

y el otro no. Las cosas se ponen más

interesante si te preguntan cómo esta diferencia

se presenta. Aunque la pregunta es desarmante

simple, una respuesta rigurosa

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