Pesquisadores do Laboratório Nacional Oak Ridge do Departamento de Energia desenvolveram uma nova abordagem para determinar como os átomos estão organizados nos materiais. A técnica, chamada de "teoria dinâmica do campo médio", ou DMFT, é uma ferramenta poderosa para estudar a estrutura eletrônica dos materiais e tem o potencial de revolucionar a maneira como projetamos novos materiais com as propriedades desejadas.

O DMFT baseia-se na ideia de que os elétrons de um material podem ser divididos em dois grupos:aqueles que estão fortemente correlacionados e aqueles que não estão. Os elétrons fortemente correlacionados são os responsáveis ​​pelas propriedades do material, como sua condutividade elétrica e comportamento magnético. DMFT trata os elétrons fortemente correlacionados com exatidão, enquanto os elétrons fracamente correlacionados são tratados usando uma aproximação de campo médio.

Esta abordagem permite que o DMFT descreva com precisão a estrutura eletrônica dos materiais, mesmo nos casos em que os métodos tradicionais falham. Por exemplo, o CPOD pode ser usado para estudar materiais desordenados ou com defeitos, que muitas vezes são difíceis de estudar com outros métodos.

O desenvolvimento do DMFT é um grande avanço no campo da ciência dos materiais. Tem o potencial de revolucionar a forma como projetamos novos materiais com as propriedades desejadas e pode levar ao desenvolvimento de novas tecnologias, como células solares e baterias mais eficientes.

Aqui está uma explicação mais detalhada de como funciona o DMFT:

1. O primeiro passo é dividir os elétrons do material em dois grupos:aqueles que estão fortemente correlacionados e aqueles que não estão. Os elétrons fortemente correlacionados são os responsáveis ​​pelas propriedades do material, como sua condutividade elétrica e comportamento magnético.
2. O segundo passo é tratar com exatidão os elétrons fortemente correlacionados. Isso é feito usando uma técnica chamada "teoria dinâmica do campo médio". DMFT mapeia o problema da interação de elétrons em um problema mais simples de elétrons não interagentes em um banho de meio efetivo. Isso permite que o sistema seja resolvido com exatidão, usando uma variedade de técnicas numéricas.
3. O terceiro passo é tratar os elétrons fracamente correlacionados usando uma aproximação de campo médio. Esta aproximação é baseada na ideia de que os elétrons fracamente correlacionados não são fortemente afetados pelas interações entre os elétrons fortemente correlacionados.
4. A etapa final é combinar os resultados das duas etapas anteriores para obter a estrutura eletrônica geral do material.

O DMFT é uma ferramenta poderosa para estudar a estrutura eletrônica dos materiais. É uma técnica complexa, mas é capaz de fornecer resultados precisos para materiais difíceis de estudar com outros métodos. O DMFT tem o potencial de revolucionar a forma como projetamos novos materiais com as propriedades desejadas e pode levar ao desenvolvimento de novas tecnologias, como células solares e baterias mais eficientes.