Как и все металлы, серебро, медь и золото являются проводниками. Электроны текут по ним, неся тепло и электричество. Хотя золото является хорошим проводником при любых условиях, некоторые материалы обладают свойством вести себя как металлические проводники только при достаточно высоких температурах; при низких температурах они действуют как изоляторы и плохо переносят электричество. Другими словами, эти необычные материалы превращаются из кусочка золота в кусок дерева при понижении температуры. Физики разработали теории, объясняющие этот так называемый переход металл-изолятор, но механизмы, лежащие в основе переходов, не всегда ясны.
«В некоторых случаях нелегко предсказать, является ли материал металлом или изолятором», — объясняет посетивший Калифорнийского технологического института научный сотрудник Еджун Фэн из Окинавского института науки и технологий аспирантуры. «Металлы всегда являются хорошими проводниками, несмотря ни на что, но некоторые другие так называемые кажущиеся металлы являются изоляторами по причинам, которые не совсем понятны». Фэн ломал голову над этим вопросом не менее пяти лет; другие члены его команды, такие как сотрудник Дэвид Мандрус из Университета Теннесси, думали над этой проблемой более двух десятилетий.
Теперь новое исследование Фенга и его коллег, опубликованное в Nature Communications, предлагает наиболее четкое экспериментальное доказательство теории перехода металл-изолятор, предложенной 70 лет назад физиком Джоном Слейтером. Согласно этой теории, магнетизм, который возникает, когда так называемые «спины» электронов в материале организованы упорядоченным образом, может единственно управлять переходом металл-изолятор; в других предыдущих экспериментах, изменения в структуре решетки материала или взаимодействия электронов на основе их зарядов считались ответственными.
Источник — Газета Daily.