Utilisateur:Nerfles/Transition métal-isolant
La transition métal-isolant (MIT pour Metal to Insulator Transition) est un problème classique de physique du solide qui a été étudié à partir de la fin des années 1930 par Sir Nevill Mott et Rudolf Peierls[1]. Ce phénomène décrit le passage d'un état métallique caractérisé par une faible résistivité électrique à un état isolant caractérisé par sa très forte résistivité; cette transition pouvant être induite par un stimulus extérieur comme la température, l'application d'un champ électrique ou magnétique, l'injection d'un courant électrique, la pression, le dopage...
Ce type de transition a été rencontré dans différents systèmes particulièrement important dans l'histoire des sciences:
- l'effet transistor dans les semi-conducteurs qui est le point de départ de la révolution informatique
- la MIT dans les oxydes de métaux de transition[2]
- la transition supraconductrice[3]
- la magnétorésistance géante[4] qui a rapidement fait exploser la densité de stockage numérique et lancé la miniaturisation des mémoires.
- la transition d'Anderson dans les systèmes désordonnés[5]
La transition de Mott
modifierComme son nom l'indique, cette première approche théorique de la transition est due au physicien britannique, Sir Nevill Mott [2]. Elle s'appuie sur un traitement quantique pour la description des états métalliques et isolants dans les oxydes. Le modèle trouve son origine dans la discussion autours des résultats de De Boer et Verwey [6] et plus précisément sur les propriétés de l'oxyde d'un métal de transition, l'oxyde de nickel II [1] qui devrait, selon la théorie des bandes, avoir un comportement métallique alors qu'il présente expérimentalement un comportement isolant. L'approche de Nevill Mott mettra en avant l'importance des interactions électron-électron pour expliquer ces résultats, on parlera alors de matériaux à électrons fortement corrélés.
La transition de Peierls
modifierA faire
La transition d'Anderson
modifierA faire
- (en) N F Mott, « Discussion of the paper by de Boer and Verwey », Proceedings of the Physical Society, no 49, , p. 72 (lire en ligne)
- (en) Nevill Mott, Metal-Insulator Transitions, Taylor & Francis, (ISBN 0-85066-783-6)
- (en) M. K. Wu, J. R. Ashburn, C. J. Torng, P. H. Hor et R. L. Meng, « Superconductivity at 93 K in a new mixed-phase Y-Ba-Cu-O compound system at ambient pressure », Phys. Rev. Lett., no 58, , p. 908 (lire en ligne)
- (en) M. N. Baibich, J. M. Broto, A. Fert, F. Nguyen Van Dau et F. Petroff, « Giant Magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices », Phys. Rev. Lett., no 61, , p. 2472 (lire en ligne)
- (en) Ferdinand Evers, « Anderson transitions », Rev. Mod. Phys., no 80, , p. 1355 (lire en ligne)
- (en) J. H. de Boer, « Semi-conductors with partially and with completely filled 3d-lattice bands », Proc. Phys. Soc., no 49, , p. 59 (lire en ligne)