金属-绝缘体转变附近弱局域化稀薄金属中的强电子间相互作用

由于硅能通过化学掺杂或电门控轻松实现从绝缘体到金属的转变,它已成为现代信息技术的核心材料,并仍是量子计算平台的候选者。这种材料的金属-绝缘体转变因此成为凝聚态物理中研究最广泛的现象之一,每当新的制备技术出现时,都会带来可观的研究收益。该研究团队利用近期在制备类玻尔原子超薄掺杂层方面的进展,实现了半填充条件下的二维无序哈伯德模型及其随原子平均间距变化的金属-绝缘体转变(MIT)。通过气相沉积法在硅表面制备砷和磷掺杂δ层(厚度低至0.4纳米,掺杂浓度稀疏至每平方厘米10^13个原子),研究人员发现:当系统趋近绝缘态时,高掺杂浓度下由电子平面轨道运动主导的传统弱局域化效应,逐渐让位于遵循顺磁塞曼标度律的电子-电子相互作用效应。这种相互作用对电导产生负贡献,因此无法用金属-绝缘体转变附近可能出现的近藤效应来解释。

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