莫特絕緣體(英語:Mott insulator)的命名是為紀念英國物理學(xué)家兼1977年諾貝爾物理獎得主內(nèi)維爾·莫特。莫特絕緣體是一類特殊的材料,按照常規(guī)能帶理論應(yīng)該表現(xiàn)為導(dǎo)體,但在特別低溫下實際上表現(xiàn)為絕緣體。這種現(xiàn)象歸因于電子與電子之間的相互作用,這在傳統(tǒng)的能帶理論中并未被充分考慮。
歷史
像NiO、CoO、MnO等過渡金屬簡單氧化物,一個晶胞中具有奇數(shù)個價電子,按照能帶理論應(yīng)當有良好的導(dǎo)電性,而實驗表明卻是透明的絕緣體。
1937年,Jan Hendrik de Boer和Evert Johannes Willem Verwey首先指出,很多被能帶理論預(yù)測為導(dǎo)體的過渡金屬氧化物實際上是絕緣體。同年,內(nèi)維爾·莫特和魯?shù)婪颉づ鍫査梗≧udolf Peierls)也預(yù)言了這種反常現(xiàn)象,并認為可以通過考慮電子之間的相互作用來解釋。
Peierls與Mott提出的理論認為,電子之間的相互作用引起的關(guān)聯(lián)效應(yīng)是導(dǎo)致這些氧化物成為絕緣體的關(guān)鍵。這些氧化物后來被稱為Mott絕緣體。以CoO為例,當電流通過時依賴于形成可以移動的組態(tài)Co3+與Co+,而在位關(guān)聯(lián)能則可以阻止其形成,從而導(dǎo)致絕緣性質(zhì)。這種在位關(guān)聯(lián)能的效應(yīng)在常規(guī)能帶理論中是沒有被考慮的,但它對于理解Mott絕緣體的性質(zhì)至關(guān)重要。
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