Only Perception: 結晶體如何變成導體？

2008-02-07

結晶體如何變成導體？

How crystal becomes a conductor
http://www.physorg.com/news121451912.html

February 05, 2008

將錳氧化物的結晶體壓的夠紮實，它就會從電的絕緣體變成導電金屬。本週一篇發表在 Nature Materials 線上版的報告中，研究者利用電腦模型證明為何會發生這件事。

此結果代表這些材料的電腦模型的一種進展，且能闡明位於地球深處類似材料的行為，Warren Pickett 說，UC Davis 的物理教授，以及本研究作者之一。

錳氧化物是種磁鐵，但因為結晶中環繞原子之電子的強烈交互作用，使其在一般條件下無法導電，Pickett 說。但是在 100 萬個大氣壓力下，錳氧化物會轉變成金屬態。

Pickett 以及 UC Davis 的同事 Richard Scalettar，德國 Augsburg 大學的 Jan Kunes 以及俄羅斯 Ural 州立科技大學的 Alexey Lukoyanov，還有俄羅斯 Yekaterinburg 金屬物理研究所的 Vladimir Anisimov，打造並運行錳氧化物的運算模型。

利用此模型，研究者能夠測試不同的轉變解釋，並確認須承擔責任的微小機械作用。他們發現當原子在高壓之下被迫在一起時，錳原子的磁性特性會變得不穩定且會崩潰，讓電子能在結晶體中自由地移動。

錳氧化物與鐵氧化物以及矽酸鹽（矽氧化物）具有相似特性，這構成地球地殼與地幔的主要部份。了解這些材料在地下深處的巨大壓力下如何表現，能協助地質學家理解地球的內部，Pickett 說。

※ 相關報導：

＊ Collapse of magnetic moment drives the Mott transition in MnO
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/abs/nmat2115.html

Jan Kune, Alexey V. Lukoyanov, Vladimir I. Anisimov,
Richard T. Scalettar & Warren E. Pickett
Nature Materials Published online: 3 February 2008
doi:10.1038/nmat2115