Mire, antes que nada, NO soy un experto, solo tengo una comprensión BÁSICA de los fenómenos, y puede estar desactualizado … básicamente, en un material fuertemente correlacionado, las interacciones entre electrones contribuyen a las propiedades físicas (eléctricas y magnéticas) del material. En el modelo de Hubbard, el autor fue más allá del principio de exclusión de Pauli e introdujo un término que explica la repulsión de electrones entre ellos al ocupar posiciones cercanas en una red cristalina, para explicar las diferencias en la movilidad de los electrones, en lugar de simplemente tener en cuenta Las interacciones de los electrones con la red cristalina en su conjunto. Básicamente, con fuertes interacciones ee, el material será un aislante magnético, ya que los electrones no pueden moverse desde posiciones atómicas fijas debido a que están sujetos a una fuerza local que los ancla en su lugar. Con interacciones débiles ee, los materiales se acercarán gradualmente al comportamiento de un metal, con electrones itinerantes libres. En 1D, esto se aplicó en un estudio de caso llamado aislante Mott, y funciona bastante bien. En 2D y 3D, las soluciones del modelo Hubbard son en su mayoría inalcanzables incluso en las mejores supercomputadoras. Y ese es el problema y el misterio detrás de los “materiales fuertemente correlacionados”. En los últimos años, han aparecido muchas teorías diferentes, pero aún no hay una que pueda resolverse de manera que pueda predecir sin dudas las propiedades finales de un material donde la correlación electrónica es importante. Mis 2 centavos Alguien alrededor podría ser más actual que yo en hallazgos recientes.
¿Qué hace que los electrones en materiales fuertemente correlacionados estén tan fuertemente correlacionados?
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Hay tres variables para observar en materiales fuertemente correlacionados: interacciones electrón-electrón, estructura de banda y fracción de relleno. La mención de Miguel Moura del modelo Hubbard es muy buena, ya que ese modelo resume solo las características esenciales.
Veamos uno a la vez.
- Las interacciones en sistemas fuertemente correlacionados no pueden ser ignoradas. En la mayoría de los sistemas que estudiamos en física de estado sólido, encontramos que el comportamiento importante se describe mediante un modelo esencialmente no interactivo. La teoría líquida de Landau Fermi proporciona una base sólida para esta idea, postulando que hay cuasipartículas de larga duración que se comportan como si las interacciones fueran insignificantes (sin embargo, con una masa efectiva diferente, etc.) Para sistemas fuertemente correlacionados, no existe una simple “partícula libre” ” versión. Típicamente esto ocurre cuando el término de interacción se vuelve comparable al término de energía cinética cerca del medio llenado.
La definición de Wikipedia de la Brecha de Mott da una intuición muy física:
Aislante Mott
- Los óxidos metálicos de transición son el ejemplo canónico. Estos sistemas tienen bandas d y f llenas hasta la mitad, que normalmente esperarían hacerlos metales. Los óxidos tienden a formarse en planos que aumentan la interacción.
- Los sistemas fuertemente correlacionados son muy sensibles al dopaje. El equilibrio de poderes entre las interacciones y la energía cinética se puede alterar fácilmente mediante la adición o eliminación de electrones adicionales. Algunos de los fenómenos más novedosos en la física de la materia condensada, particularmente la superconductividad a altas temperaturas, ocurren en sistemas dopados con fuertes interacciones locales.
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