Localização de Anderson e transição metal-isolante em sistemas fortemente interagentes com dopagem

• Autor(a) principal: Nathan Giovanni Andrade Teixeira
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/63963; https://orcid.org/0000-0002-7754-6859
• topic: Forte interação eletrônica; Isolante de Mott; Isolante de Anderson; Transição metal-isolante; Sistemas desordenados; Matéria condensada

Estudamos neste trabalho sistemas fortemente correlacionados, desordenados e dopados. A correlação U tratada aqui é entre elétrons que se repelem quando estão num mesmo sítio da rede. A desordem W causa variações nos níveis de energia dos sítios, onde sítios com diferentes energias possuem a mesma probabilidade de ocorrer ao longo da rede. A dopagem delta faz o sistema ter diferentes ocupações eletrônicas. Este trabalho analisa o que ocorre quando U, W e delta atuam simultaneamente em um sistema físico gerando uma pluralidade de fenômenos. A motivação para nosso estudo vem de diferentes resultados experimentais, não sendo analisado um material em específico. É conhecido que materiais como terras raras, actinídeos, metais de transição e seus óxidos possuem forte interação eletrônica local. Para estudar esses materiais pode ser útil acrescentar dopagem, fato que inevitavelmente pode provocar efeitos de desordem no material. Nesses sistemas podem ser encontradas fases líquido de Fermi, isolante de Mott, isolante de Anderson, isolante de bandas e também a combinação dos fenômenos que dão origem às fases citadas, o que nos motiva a fazer uma descrição de como cada parâmetro (U, W e delta) pode ser combinado um com o outro. Com o intuito de considerar tanto a correlação local U quanto a desordem W, trabalhamos com o modelo de Anderson-Hubbard, que leva em conta a energia cinética de elétrons, a interação coulombiana e a desordem na energia dos sítios. A metodologia que usamos no nosso trabalho para resolver o modelo de Anderson-Hubbard é a Teoria de Campo Médio Dinâmico, usada no tratamento de sistemas interagentes, combinada com a Teoria de Meio Típico, usada para tratar desordem. A dopagem pode ser alterada controlando o potencial químico. Nossos resultados se resumem em diagramas de fase de W por delta para diferentes valores de U, tendo dados calculados numericamente e analiticamente. Nós observamos uma transição do metal para um isolante de Anderson-Mott ao aumentar a desordem para todas as interações. Para interação fraca e pequena dopagem, o isolante de Anderson-Mott tem propriedades similares às encontradas quando há semipreenchimento. Em particular, essa fase é caracterizada pela presença de sítios vazios. Se a dopagem ou a interação crescem, a fase isolante de Anderson-Mott passa a ter propriedades diferentes para uma desordem pequena ou intermediária. Essa fase ocupa grande parte do diagrama de fase no regime de forte correlação e é caracterizada pela ausência de sítios vazios da rede. Assim, nosso trabalho contribuiu para um melhor entendimento a respeito de sistemas interagentes, desordenados e dopados.