压力驱动的 Mott 绝缘体的金属化相变
(Pressure induced metallization of Mott insulator)
金属化相变是凝聚态物理的重要研究内容，在Mott型氧化物体系中尤为复杂和引人入胜，产生了诸如高温超导、巨磁电耦合等丰富的强相关体系物理现象。对于一个由电子关联形成的Mott型非导电体系，通常利用化学掺杂引入载流子，实现金属化相变。高压对物质产生压缩，可以连续展宽d电子能带宽度，利用足够高的压力闭合带隙同样可以实现金属化相变。压力驱动的金属化相变不引入其它元素，一般不出现化学掺杂引起的相分离，对应于一种“纯的”本征物理特性的变化。而带隙相对较小的带宽调制型Mott体系，化学键合往往偏离稳定的离子键，在常规条件很难制备。和美国德州Austin大学的周建十教授合作，利用高压高温合成成功的研制了单相性良好的Sr(Ca)CrO3钙钛矿固溶系列，它们的导电性恰好处在导体和非导体之间。研究结果表明，Sr(Ca)CrO3具有和其它已知的Mott化合物不同的物理特性，表现出严重偏离Curie-Weiss、Pauli型的顺磁态、反常的热电势、奇异的热导行为等。而更为有趣的是，在10GPa以上的压力下，确实在SrCaCrO3中观察到了压力驱动的金属化相变。该结果进一步得到了压力下x－ray衍射的验证，实验结果表明，SrCaCrO3的压致金属化相变是由一个等结构相变引起。这项工作为研究带宽调制型Mott体系寻找到了一个新的材料体系，对3d电子关联效应随原子间距的连续改变而导致的金属化相变提供了一个直接的例证，相关的研究结果发表在Phys.Rev.Lett.96，46408（2006）上。 本工作得到基金委、科技部相关项目的支持。
