Diagrama esquemático de fase de temperatura-presión-aleatoriedad del sistema de transición de Mott examinado por los investigadores. Los electrones en la fase electrónica de Griffiths se comportan como materia blanda. Crédito:Yamamoto et al.
La mayoría de las teorías de la física del estado sólido y de la materia blanda se desarrollaron de forma independiente; por lo tanto, algunos conceptos físicos son aplicables a ambos. Investigación reciente, sin embargo, particularmente un estudio de Elbio Dagotto, descubrió que los electrones correlacionados en los sistemas físicos de estado sólido a veces pueden presentar una fase espacialmente no homogénea acompañada de una dinámica de electrones extraordinariamente lenta, que se asemeja a una fase observada en sistemas de materia blanda.
"Este fenómeno provoca efectos interesantes, como una magnetorresistencia colosal, y también parece crucial comprender los superconductores de alta temperatura, "Dagotto escribió en su artículo." La aparición espontánea de estructuras electrónicas a escala nanométrica en óxidos de metales de transición, y la existencia de muchos estados competidores, son propiedades a menudo asociadas con la materia compleja donde dominan las no linealidades, como materiales blandos y sistemas biológicos ".
Investigadores de la Universidad de Ciencias de Tokio, la Universidad de Tokio y la Universidad de Tohoku han intentado recientemente comprender mejor las condiciones que pueden permitir este comportamiento inusual en los sistemas de materia sólida. Su papel publicado en Cartas de revisión física , demuestra que cuando se cumplen ciertas condiciones, los electrones en un sistema orgánico de transición de Mott fluctúan muy lentamente, lo que podría explicarse por la ocurrencia de lo que ellos denominan la "fase electrónica de Griffiths".
"Como enfatizó Dagotto, Es muy probable que el comportamiento de la materia blanda en electrones correlacionados sea responsable de respuestas colosales (por ejemplo, magnetorresistencia colosal) y esté relacionado con la alta T C física, "Riku Yamamoto, uno de los investigadores que realizó el estudio, dijo Phys.org. "A pesar de su importancia, sin embargo, se han realizado muy pocos estudios experimentales sistemáticos para investigar el mecanismo por el cual los electrones correlacionados muestran el comportamiento de la materia blanda en la materia sólida ".
Yamamoto y sus colegas observaron el comportamiento de los electrones en un sistema de transición de Mott usando resonancia magnética nuclear (RMN), que es actualmente uno de los métodos más efectivos para detectar dinámicas electrónicas extremadamente lentas. Sus experimentos les permitieron identificar las condiciones bajo las cuales los electrones correlacionados en el sistema presentan una dinámica extremadamente lenta. que son una característica común de la materia blanda.
"Demostramos que el comportamiento de la materia blanda (dinámica de electrones extremadamente lenta) se realiza solo cuando los dos factores siguientes se cumplen simultáneamente:i) el sistema electrónico está justo en el límite de metal / aislante de Mott y ii) el sistema está sujeto para apagar el desorden, "Explicó Yamamoto." Este hallazgo sugiere fuertemente que el comportamiento de la materia blanda se explica por el concepto de 'fase electrónica de Griffiths' ".
El estudio reciente llevado a cabo por Yamamoto y sus colegas arroja algo de luz sobre la dinámica detrás del comportamiento similar a la materia blanda que Dagotto y otros físicos observaron previamente en los sistemas de materia sólida. También ofrece información valiosa sobre la física de sistemas de electrones altamente correlacionados, tales como cupratos de alta Tc y manganitas CMR.
Los investigadores explicaron el comportamiento similar a la materia blanda de los electrones en el sistema de transición de Mott que examinaron sugiriendo que está pasando por lo que se conoce como la "fase electrónica de Griffiths". su trabajo podría fomentar más estudios que fusionen la física del estado sólido y la materia blanda, dos áreas de investigación que a menudo se consideran de forma aislada.
"El escenario electrónico de Griffiths puede ser un concepto clave para comprender la dinámica lenta que a veces se observa en sistemas de electrones correlacionados, "Dijo Yamamoto." Aunque lo que demostramos en este trabajo es que este escenario se realiza en un determinado sistema orgánico, creemos que este concepto se puede aplicar a una gran variedad de materiales de electrones correlacionados, como cupratos y manganitas. Nos gustaría demostrarlo en el futuro ".
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