Cambiamento nella struttura elettronica a seguito di Se doping x. Nella regione a bassa energia, si osserva un attorcigliamento - un brusco cambiamento - nella pendenza della struttura a bande e si sposta nella regione di energia inferiore quando la quantità di Se diminuisce. È stato confermato che la scala energetica di questo nodo è direttamente correlata alla scala della temperatura di coerenza dei materiali attraverso il calcolo del primo principio. Credito:POSTECH
I sistemi fortemente correlati sono materiali che mostrano forti interazioni tra elettroni, una proprietà invisibile nei normali conduttori o isolanti. Esempi tipici includono transizioni metallo-isolante o superconduttività non convenzionale ad alta temperatura in cui la resistenza diventa zero alle alte temperature.
Ci sono stati studi per spiegare questa forte interazione tra gli elettroni e le loro scale energetiche caratteristiche, ma non è stata riportata alcuna osservazione diretta su tali scale di energia attraverso la teoria o gli esperimenti. A questa, il team di ricerca congiunto POSTECH-IBS è riuscito a osservare direttamente l'evoluzione della scala energetica di coerenza del metallo di Hund nella sua struttura elettronica e, di conseguenza, chiarire il principio alla base.
Il team di ricerca congiunto, composto dal Professor Ji Hoon Shim e dal Dr. Bo Gyu Jang del Dipartimento di Chimica di POSTECH, e il professor Changyoung Kim e il dott. Garam Han del Center for Correlated Electron Systems presso l'Institute for Basic Science (IBS) - hanno scoperto che il comportamento di piegatura della struttura elettronica a bande di NiS 2-x Vedi X , cambia a seconda del grado di drogaggio del selenio (Se). I ricercatori hanno utilizzato la spettroscopia di fotoemissione ad angolo risolta (ARPES) per verificarlo. Utilizzando il calcolo del primo principio, hanno dimostrato per la prima volta che questo nodo è dovuto all'accoppiamento di Hund e che è legato alla caratteristica scala di energia di coerenza nelle materie. Questi risultati della ricerca sono stati recentemente pubblicati in Comunicazioni sulla natura.
Fino ad ora, il fenomeno unico che si verifica in materiali fortemente correlati è stato solitamente spiegato dalle interazioni degli elettroni nel modello a banda singola. Però, la maggior parte dei materiali ha natura multibanda e questo ha una comprensione limitata dell'effetto di accoppiamento di Hund che dovrebbe essere preso in considerazione.
Il team di ricerca ha controllato l'intensità dell'interazione tra gli elettroni controllando il drogaggio del selenio (Se) in NiS 2-x Vedi X , un metallo di Hund. I ricercatori hanno osservato l'evoluzione del comportamento di piegatura nella struttura elettronica a basse temperature e hanno confermato che questa piegatura è direttamente correlata alla scala di temperatura di coerenza del sistema, soppressa dall'accoppiamento di Hund.
Questo studio suggerisce che il quadro tradizionale studiato sulla base di un modello a banda singola dovrebbe essere modificato nei sistemi multibanda in cui l'accoppiamento di Hund gioca un ruolo importante. Sta attirando l'attenzione negli ambienti accademici per la sua osservazione diretta della caratteristica scala energetica di una materia attraverso la sua struttura elettronica a basse temperature.
