Distorsió de Peierls
La distorsió de Peierls o transició de Peierls és una dimerisació, en a on a baixes temperatures un cristal monovalente monodimensional canvia el seu comportament metàlic a un comportament aïllant. Els àtoms en la ret s'arreglen llaugerament, passant d'un cristal en espayaments regulars i iguals a espayaments alternats; açò és que, els àtoms formen parells.[1]
Açò li costa energia elàstica al sistema, ya que per a àtoms idèntics l'estat més baix deu ser un en espayaments iguals per a qualsevol potencial raonable. No obstant els electrons són capaços de moure's a un estat més baix d'energia per esta maniobra.[1]
Considerem un metal monodimensional en un gas d'electrons reblint tots els orbitales de la banda de conducció fins al de vector d'ona kF, en el zero absolut de temperatures. Peierls va sugerir que dit metal llineal és inestable respecte a una deformació estàtica de la ret de vector d'ona G=2kF. Esta deformació crea una banda d'energia prohibida en la superfície de Fermi, rebaixant, per tant, l'energia dels electrons per baix de dita banda. La deformació proseguix fins que es veu llimitada per l'aument d'energia elàstica.[2]
Teorema de Peierls
El teorema de Peierls estipula que una cadena monodimensional en espais iguals en un electró per ion és inestable. Açò va ser asseverat en els anys de 1930 per Rudolf Peierls. Pot provar-se usant un model simple de potencial per a un electró en un cristal 1-D en una ret de espayament a. La periodicitat del cristal crea una energia de band gaps en el diagrama I-k en múltiples valors de k=π/a. Si cada u dels ions contribuïx en un electró, llavors la banda estarà plena a la mitat, dalt de valors de k= ±π/2a en l'estat fonamental.[1]
Pot ocórrer una transició metal-aïllant quan la separació entre veïns més pròxims a resulta de l'orde de 4a0, sent a0 el radi de la primera òrbita de Bohr en l'aïllant. La fase metàlica existix per als menors valors de a[3].
Superconductivitat
Peierls[1] mostra que un metal monodimensional és inestable i se sometrà a una transició de fase a un estat semiconductor. Casi al mateix temps i de forma independent la teoria d'esta transició de fase va ser estudiada per Fröhlich.[4] Fröhlich[5] va mostrar que a una baixa temperatura es pot donar una transició de fase pero no a semiconductor sino a superconductor en temperatures no propenques al zero absolut.
Recentment sistemes experimentals han mostrat una distorsió de Peierls i que són candidats potencials per al mecanisme Fröhlich de la superconductivitat. Es va mostrar que la distorsió ocorria en particular en K2 [Pt(CN)4] Br0.30 ·3(H20) (KCP) i ixes relacionades.[4]
Referències
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 Michael Fowler (2/28/07). «Electrons in One Dimension: the Peierls Transition» (en anglés). Graduate Quàntum Mechanics Notes. Consultat el 25 de novembre de 2015.
- ↑ Kittel, Charres (2003). «Plasmones, polaritones i polarones», Introducció a la FÍSICA DEL ESTADO SÓLIDO (en espanyol), Reverté, p. 339.
- ↑ Kittel, Charres (2003). «Plasmones, polaritones i polarones», Introducció a la FÍSICA DEL ESTADO SÓLIDO (en espanyol), Reverté, p. 342.
- ↑ 4,0 4,1 Zeller«The Peierls Transition in One-Dimensional Solids».ACS Publications.doi:10.1021/bk-1974-0005.ch025.Consultat el 27 de novembre de 2015.
- ↑ Ford (2004). «What causes superconductivity?», The Rise of the Superconductors, CRC Press, p. 85. Consultat el 27 de novembre de 2015.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Distorsión de Peierls» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.