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物性:リチウムにおける圧力誘起金属–半導体転移の直接観測

Nature 458, 7235 doi: 10.1038/nature07827

最も軽い金属であるリチウムは、自由電子に近い模型でうまく説明できる「単純な」電子構造をとる、と長い間考えられてきた。しかし、圧縮下でリチウムは「単純」なままではなく、圧力を高くすると、より自由電子的になるどころか、半金属または半導体に変わることが、第一原理計算によって示唆されている。実験的には、高密度のリチウムは対称性の低い構造になることが示されてきた。また、圧力とともに電気抵抗が増大するという証拠もある。しかし、静的圧力の増加に対する関数として、リチウムの電子輸送特性が直接観測されたことはこれまでなかった。今回我々は、ダイヤモンドアンビルセルを用いて最高圧力105 Gpaまで行ったリチウムの電気抵抗測定について報告する。これにより、80 GPa付近での電気抵抗の顕著な増大と温度依存性の変化が明らかになった。このように、我々のデータは、「単純な」金属元素における圧力誘起金属–半導体転移の明確な実験的証拠を与えるものである。

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