Les systèmes fortement corrélés sont des matériaux qui présentent de fortes interactions entre les électrons, une propriété invisible dans les conducteurs ou les isolants ordinaires. Des exemples typiques incluent les transitions métal-isolant ou la supraconductivité non conventionnelle à haute température où la résistance devient nulle à haute température.

Il y a eu des études pour expliquer cette forte interaction entre les électrons et leurs échelles d'énergie caractéristiques, mais aucune observation directe sur de telles échelles d'énergie par la théorie ou les expériences n'a été rapportée. Pour ça, l'équipe mixte de recherche POSTECH-IBS a réussi à observer directement l'évolution de l'échelle d'énergie de cohérence du métal de Hund dans sa structure électronique et par conséquent, clarifier le principe qui le sous-tend.

L'équipe de recherche conjointe, composée du professeur Ji Hoon Shim et du Dr Bo Gyu Jang du département de chimie de POSTECH, et le professeur Changyoung Kim et le Dr Garam Han du Center for Correlated Electron Systems de l'Institute for Basic Science (IBS) - ont découvert que le comportement de pliage de la structure de bande électronique de NiS 2-x Se X , change en fonction du degré de dopage au sélénium (Se). Les chercheurs ont utilisé la spectroscopie de photoémission à résolution angulaire (ARPES) pour le vérifier. En utilisant le calcul du premier principe, ils ont prouvé pour la première fois que ce pli est dû au couplage de Hund et qu'il est lié à l'échelle d'énergie de cohérence caractéristique des matières. Ces résultats de recherche ont été récemment publiés dans Communications naturelles.

Jusqu'à maintenant, le phénomène unique qui se produit dans les matériaux fortement corrélés a généralement été expliqué par les interactions électroniques dans le modèle à bande unique. Cependant, la plupart des matériaux ont une nature multibande et cela a limité la compréhension de l'effet de couplage de Hund qui devrait être pris en considération.

L'équipe de recherche a contrôlé l'intensité de l'interaction entre les électrons en contrôlant le dopage au sélénium (Se) dans NiS 2-x Se X , un métal de Hund. Les chercheurs ont observé l'évolution du comportement du pli dans la structure électronique à basse température et ont confirmé que ce pli est directement lié à l'échelle de température de cohérence du système, supprimé par l'accouplement de Hund.

Cette étude suggère que l'image traditionnelle étudiée sur la base d'un modèle monobande devrait être modifiée dans des systèmes multibandes dans lesquels le couplage de Hund joue un rôle important. Il attire l'attention des milieux académiques pour son observation directe de l'échelle énergétique caractéristique d'une matière à travers sa structure électronique à basse température.