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1 de Marzo de 2011
Materiales

¿Aislante o metal?

La interacción entre electrones puede hacer que compuestos en principio metálicos se conviertan en aislantes. El comportamiento de estos materiales, los aislantes de Mott, guarda relación con el de los superconductores de alta temperatura.

INVESTIGACIÓN Y CIENCIA

En síntesis

La teoría de bandas falla al describir los aislantes de Mott, materiales en principio metálicos que se comportan como aislantes.

Las propiedades conductoras de estas sustancias varían en función de la temperatura, la presión y el dopado. Estos factores modifican la interacción electrostática de los electrones, que dejan de comportarse como partículas libres.

Dado que algunos superconductores de alta temperatura corresponden a aislantes de Mott dopados, la comprensión del comportamiento de estos arrojaría luz sobre la superconductividad.

Los autores han observado la primera transición de Mott en una intercara de estaño y germanio. El sistema se ha convertido en un modelo para el estudio de superficies con correlación electrónica.

Los metales son buenos conductores de la electricidad y el calor. Los aislantes, en cambio, no. Pensemos en un cable eléctrico: un cordón de hilos de cobre (metal) recubiertos de plástico (aislante). Sin embargo, la temperatura o la presión pueden convertir algunos metales en aislantes. Aunque ello no coincide con el sueño de los alquimistas de convertir el plomo en oro, se trata de un fenómeno incluso más sorprendente, debido a la diferencia en las propiedades de las dos sustancias.

Un aislante de Mott es precisamente un material que «debería» ser metálico pero presenta un comportamiento aislante. La temperatura o la presión puede transformarlo en metálico o viceversa: experimenta una transición de fase metal-aislante (transición de Mott). Los aislantes de Mott despiertan un gran interés debido a su parentesco con los superconductores de alta temperatura crítica; la comprensión de estos arrojaría luz sobre aquellos.

Muchas de las propiedades sorprendentes que muestran ciertos sistemas se deben a que estos presentan una disminución extrema de una de sus dimensiones espaciales. Las superficies ofrecen un ejemplo de reducción dimensional, puesto que una de sus dimensiones (el grosor) no es relevante en comparación con las otras dos. Dado que es de esperar que una dimensionalidad reducida afecte también a las propiedades de los aislantes de Mott, en nuestro grupo hemos investigado la transición metalaislante en un sistema superficial formado por estaño y germanio (Sn/Ge). El estudio del comportamiento de los electrones y de la estructura de la red cristalina nos ha permitido ahondar en la comprensión de estos interesantes materiales anómalos.

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