Efeitos de localização de Anderson próximo à transição metal-isolante de Mott

• Autor(a) principal: Helena de Souza Braganca
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9HSKVT
• topic: Física; Interação eletron-eletron; Transição ordem-desordem Termodinâmica; Física

A repulsao coulombina entre eletrons altera consideravelmente as propriedades de certos materiais, que podem inclusive passar por uma transicao metal-isolante, a transicao de Mott, quando a energia dessa interacao torna-se mais relevante do que a energia cinetica do sistema. A presenca de desordem tambem pode limitar a mobilidade eletr^onica, gerando uma transicao metal-isolante conhecida como transicao de Anderson. Os dois mecanismos de localizacao se combinam, algumas vezes reforcando, outras vezes blindando os efeitos um do outro. Esta conjuncao entre os mecanismos de localizacao e relevante em sistemas reais e pode ser observada em trabalhos experimentais, em compostos como oxidos de metais de transicao e sais organicos, por exemplo, que possuem forte repulsao coulombiana. Dopantes sao acrescentados experimentalmente a esses sistemas com o objetivo de aumentar a pressao química, reduzindo a razao entre a energia de interacao eletron-eletron e a energia cinetica; esse procedimento, porem, introduz desordem aos sistemas. Grande avanco na descricao das transicoes de Mott e Anderson tem sido alcancado nas ultimas decadas, pelo desenvolvimento de tecnicas numericas capazes de descrever sistemas interagentes e desordenados. A transicao gerada por correlacao pode ser descrita pela Teoria de Campo Medio Dinamico, enquanto a Teoria do Meio Típico fornece um tratamento para a localizacao devido a desordem. O efeito conjunto de interacao e desordem no processo de localizacao das funcoes de onda eletronicas, no entanto, nao e assunto bem estabelecido na literatura, e e o tema de investigacao deste trabalho. Utilizamos uma combinacao da Teoria de Campo Medio Dinamico com a Teoria do Meio Típico para estudar o modelo de Hubbard, que descreve a competicao discutida acima entre energia de interacao eletron-eletron e energia cinetica. Acrescentamos desordem na energia local dos eletrons e realizamos o estudo a temperatura nita. Analisamos, dessa forma, diferentes regioes do diagrama de fase de sistemas correlacionados na presenca de desordem. Abaixo de uma temperatura crítica Tc, a transicao de Mott e de primeira ordem e apresenta uma regiao de coexistencia metal-isolante. Nossos resultados demonstram que a localizacao de Anderson tem efeitos relevantes sobre o sistema proximo a transicao de Mott, especialmente sobre a regiao de coexistencia, mesmo no regime de desordem pequena a moderada. Observamos que a localizacao de Anderson reduz o valor da interacao crítica para a qual ocorre a transicao, alem de tornar a regiao de coexistencia mais estreita. Analisamos tambem os efeitos de desordem sobre Tc. Os dados numericos obtidos neste trabalho sugerem que a temperatura crítica da transicao de Mott vai a zero quando aumentamos a desordem do sistema, revelando o ponto crítico quantico da transicao de Mott que, para desordens menores, e \escondido" pela regiao de coexistencia. Nossos resultados para outros regimes do diagrama de fase conrmam conclusoes presentes na literatura. Observamos, no limite de U pequeno, por exemplo, que a interacao blinda os efeitos de desordem proximo a transicao de Anderson. Alem disso, vemos que tanto o mecanismo de Mott quanto o de Anderson sao relevantes na localizacao das funcoes de onda eletronicas no regime de desordem e interacao grandes e comparaveis. Nesse caso, descrevemos um \crossover" entre um isolante de Mott desordenado e um isolante de Anderson correlacionado.