Diagramme de phase schématique température-pression-aléatoire du système de transition de Mott examiné par les chercheurs. Les électrons de la phase électronique de Griffiths se comportent comme de la matière molle. Crédit :Yamamoto et al.
La plupart des théories de la physique de l'état solide et de la matière molle ont été développées indépendamment; Donc, quelques concepts physiques sont applicables aux deux. Recherche récente, cependant, notamment une étude d'Elbio Dagotto, ont découvert que les électrons corrélés dans les systèmes physiques à l'état solide peuvent parfois présenter une phase spatialement inhomogène accompagnée d'une dynamique électronique extraordinairement lente, qui ressemble à une phase observée dans les systèmes de matière molle.
« Ce phénomène provoque des effets intéressants, comme la magnétorésistance colossale, et il apparaît également crucial de comprendre les supraconducteurs à haute température, " Dagotto a écrit dans son article. " L'émergence spontanée de structures électroniques à l'échelle du nanomètre dans les oxydes de métaux de transition, et l'existence de nombreux États concurrents, sont des propriétés souvent associées à la matière complexe où les non-linéarités dominent, tels que les matériaux mous et les systèmes biologiques.
Chercheurs de l'Université des sciences de Tokyo, l'Université de Tokyo et l'Université du Tohoku ont récemment tenté de mieux comprendre les conditions qui peuvent permettre ce comportement inhabituel dans les systèmes de matière solide. Leur papier, Publié dans Lettres d'examen physique , démontre que lorsque certaines conditions sont remplies, les électrons dans un système organique à transition de Mott fluctuent très lentement, ce qui pourrait s'expliquer par l'apparition de ce qu'ils appellent la "phase de Griffiths électronique".
"Comme Dagotto l'a souligné, le comportement de la matière molle dans les électrons corrélés est très probablement responsable de réponses colossales (par exemple, une magnétorésistance colossale) et d'être lié à la haute T
Yamamoto et ses collègues ont observé le comportement des électrons dans un système de transition de Mott en utilisant la résonance magnétique nucléaire (RMN), qui est actuellement l'une des méthodes les plus efficaces pour détecter une dynamique électronique extrêmement lente. Leurs expériences leur ont permis d'identifier les conditions dans lesquelles les électrons corrélés dans le système présentent une dynamique extrêmement lente, qui sont une caractéristique commune de la matière molle.
"Nous avons démontré que le comportement de la matière molle (dynamique électronique extrêmement lente) n'est réalisé que lorsque les deux facteurs suivants sont réunis simultanément :i) le système électronique est juste à la frontière métal/Mott-isolant et ii) le système est soumis au désordre éteint, " a expliqué Yamamoto. "Cette découverte suggère fortement que le comportement de la matière molle s'explique par le concept de 'phase de Griffiths électronique.'"
L'étude récente menée par Yamamoto et ses collègues met en lumière la dynamique derrière le comportement semblable à la matière molle que Dagotto et d'autres physiciens ont précédemment observé dans les systèmes de matière solide. Il offre également des informations précieuses sur la physique des systèmes électroniques hautement corrélés, tels que les cuprates à haute Tc et les manganites CMR.
Les chercheurs ont expliqué le comportement semblable à la matière molle des électrons dans le système de transition de Mott qu'ils ont examiné en suggérant qu'il subit ce que l'on appelle la "phase de Griffiths électronique". leurs travaux pourraient encourager davantage d'études fusionnant la physique de l'état solide et de la matière molle, deux domaines de recherche souvent considérés isolément.
"Le scénario électronique de Griffiths peut être un concept clé pour comprendre la dynamique lente parfois observée dans les systèmes électroniques corrélés, " a déclaré Yamamoto. " Bien que ce que nous ayons démontré dans ce travail, c'est que ce scénario est réalisé dans un certain système organique, nous pensons que ce concept peut être appliqué à une grande variété de matériaux à électrons corrélés tels que les cuprates et les manganites. Nous aimerions le démontrer à l'avenir."
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