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 $\left({\frac {\partial \rho (T,a)}{\partial T}}\right)_{a}>0$ — для металла и ${\frac {\partial \rho }{\partial T}}<0$ — 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

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