材料科学：協同的弾性ゆらぎによって得られる金属–絶縁体転移の調整

強い電子相関によって駆動される金属–絶縁体転移は、凝縮物質系に頻繁に見られ、超伝導や磁性などの固体中の顕著な集団現象と関連している。この転移を調整・制御することによって、低電力の超高速エレクトロニクスの実現が期待されるが、ドーピング、化学的性質、弾性ひずみ、そしてその他の印加場が相対的な役割を担っているため、そうした転移の系統的理解が困難になっている。今回我々は、ペロブスカイト型遷移金属酸化物におけるイオンサイズ効果による金属–絶縁体転移の調整に関する既存データから、通常は無視されている弾性ひずみの動的ゆらぎに起因して相転移が大きな系統的影響を受けるという証拠が得られることを示す。我々はこれを、電子の自由度と結合した協同的格子ひずみを組み込んだモデルにおいて、単純だが定量的な統計力学的計算を用いて説明する。我々は、十分研究されているマンガナイトとニッケレートという物質において観測された転移温度の陽イオン半径依存性を再現した。一般に弾性結合は強いため、今回の結論が、格子対称性の変化と結び付く全ての金属–絶縁体転移に一般化されると我々は予想する。

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