金属と絶縁体の狭间で电子が见せる特异な临界状态を捉えた モット転移の量子临界现象の発见
© 2015 Tetsuya Furukawa
电子は电荷を持つために、物质中で互いに反発し合っています。反発力が大きいとき、电子は粒子として互いにぶつかることを避けるため自由に动けず、モット絶縁体と呼ばれる状态になります。一方で反発力が小さくなると电子は波として自由に动くようになり、电子の集団は絶縁体から金属へとその性质を剧的に変えます（モット転移）。この现象は、铜酸化物高温超伝导をはじめとする多くの特异な现象が生じる起源になっています。特に近年、モット転移の量子临界现象と呼ばれる、金属とモット絶縁体が时间的、空间的に揺らぐ现象が理论的に研究されており、その実験的な検証が待ち望まれていました。
今回、东京大学大学院工学系研究科の古川哲也博士（学术支援専门职员）、宫川和也助教、鹿野田一司教授らを中心とする研究チームは、高圧力?低温环境下において、低温极限における性质が异なる叁种类の分子性结晶の电気抵抗を测定し、各物质の电気抵抗が数十ケルビン程度の温度领域で量子临界现象に特有のスケーリング则を高い精度で満たしていることを示し、モット転移の量子临界现象を実験的に初めて明らかにしました。
この结果は、金属と絶縁体の狭间にある物质は、低温になると物质ごとの个性を反映した多様な金属あるいは絶縁体状态のいずれかに陥るのに対し、温度が上がると物质によらない普遍的な性质を持つ特异な电気伝导状态になるという新しい见方を提示するものです。
论文情报
, "Quantum criticality of Mott transition in organic materials", Nature Physics Online Edition: 2015/2/10 (Japan time), doi:10.1038/nphys323.
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