Dans une découverte qui peut donner aux théoriciens de quoi réfléchir, une équipe entièrement constituée de RIKEN a remarqué une réponse inattendue dans un matériau exotique appelé isolant Mott s’ils y injectaient des électrons. Cette observation prétend donner aux physiciens de toutes nouvelles perspectives sur ce type de matériaux, qui sont soigneusement liés aux supraconducteurs à haute température.
Ni le morceau de silicium ni un isolant Mott ne conduisent l’électricité, mais pour des facteurs très différents. Dans le silicium, les mauvaises particules sont étroitement liées aux atomes et ont besoin de beaucoup d’énergie pour obtenir de mauvaises particules de conduction mobile. En revanche, dans un isolant de Mott, les électrons peuvent ne pas être fortement liés aux atomes particuliers, mais leur mouvement est plutôt limité par leur répulsion mutuelle.
L’émergence de l’état de Mott à travers des interactions entre de mauvais particals conduit à des qualités inhabituelles. “Un petit supplément ou un déficit associé aux électrons dans un isolant Mott peut conduire à une supraconductivité à haute température, qui pourrait avoir une énorme valeur pratique à l’avenir”, déclare Christopher Butler du centre RIKEN destiné à la technologie de la matière émergente (CEMS). « Dans le disulfure de tantale isolant Mott, les mauvaises particules sont localisées pas vraiment à chaque atome , mais plutôt sur les crêtes de l’« onde de densité de charge » préexistante. Parce que l’onde de densité de coût est assez délicate, l’état de Mott peut facilement être modifié. ”
Pourtant, pour exploiter le potentiel de cette condition d’isolation de Mott et de l’onde de densité de charge qui l’héberge, les scientifiques doivent mieux comprendre la physique qui les relie.
Maintenant, Butler et trois collègues, presque tous au CEMS, ont ajouté un excès de mauvaises particules à un isolateur Mott à l’aide de la pointe du microscope à effet tunnel (Fig. 1) et ont observé une réponse surprenante – les spectres de tunnel ont montré une caractéristique pointue, une caractéristique distincte. suggèrent que déclencher des vibrations dans le réseau ionique.
La conception théorique conventionnelle des isolateurs Mott prédit que la plage devrait être lisse et non descriptive. “Il avait été très surprenant que les individus aient vu des caractéristiques aussi nettes dans nos mesures de spectroscopie à effet tunnel”, explique Butler. « Ils peuvent indiquer que quelque chose se passe qui dépasse les limites de la théorie habituelle. ”
Les informations de Butler indiquent que certains calculs théoriques prévoient des caractéristiques nettes similaires à celles que son groupe a vues, mais qu’ils incluent des entités semblables à des particules appelées quasiparticules, qui sont discutables car elles ne sont pas considérées comme existant dans les véritables isolants Mott. “Il y a des détails concurrents pour l’observation qui sont moins controversés”, explique Butler. “Mais s’il finit par s’avérer que les résultats des calculs indiquant l’existence de quasiparticules sont corrects, cela peut ébranler la compréhension théorique des isolants de Mott. ”
Guide : « Excitations de type double plus leur couplage phononique dans un système d’ondes de densité de charge Mott » par Chemical. J. Butler, Mètres. Yoshida, T. Hanaguri et Y. Iwasa, 24 mars 2021, Examen physique réel X .
DOI : 10. 1103/PhysRevX. Onze. 011059
