Переход металл-диэлектрик

Переходы металл-диэлектрик относятся к изменению транспортных свойств проводящего материала в зависимости от уровня беспорядка и взаимодействия. Материалы могут быть классифицированы как металлы, материалы с хорошей проводимостью, и как диэлектрики, где проводимость носителей тока подавлена. В некоторых материалах, особенно полупроводниках, изменяя окружающие условия, например, давление или затворное напряжение можно изменить транспортные свойства от металлического до диэлектрического или наоборот. Для демонстрации перехода обычно измеряют удельного сопротивление ρ как функцию температуры при нескольких значениях независимого параметра a, относительно которого демонстрируется переход металл — изолятор. Наклон производной [math]\displaystyle{ \left(\frac{\partial\rho(T,a)}{\partial T}\right)_a\gt 0 }[/math] — для металла и [math]\displaystyle{ \frac{\partial\rho}{\partial T}\lt 0 }[/math] — для изолятора. Соответственно точка при формальном абсолютном нуле температуры (в эксперимента наименьшая достижимая температура) соответствует точке перехода.

Переходы металл-диэлектрик могут происходить тремя способами. Легирование материала может приводить к изменению электронной структуры, создавая или наоборот устраняя запрещённую зону. Электрон-электронное взаимодействие может также привести к появлению запрещённой зоны в проводнике, так называемой щели Мотта — Хаббарда. Неоднородность в химическом составе может привести к сильной локализации, которая запрещает проводимость. Этот вызванный беспорядком переход металл-диэлектрик возможен даже без запрещенной зоны.

Литература

• (1 October 1968) «Metal-Insulator Transition». Reviews of Modern Physics 40 (4): 677–683. doi:10.1103/RevModPhys.40.677. .
• Mott, N. Metal–Insulator Transitions. — Taylor & Francis Ltd, 1974. — ISBN 978-0-85066-079-1.
• Imada, M. (1998). «Metal–insulator transitions». Rev. Mod. Phys. 70 (4): 1039. doi:10.1103/revmodphys.70.1039. .