Sondando as propriedades de um isolador Mott, uma equipe de pesquisadores do Boston College, MIT, e U.C. Santa Bárbara revelou um indescritível sinal magnético em escala atômica no material único, à medida que faz a transição de isolante para metal, a equipe relatou recentemente no jornal Física da Natureza .

Trabalhando com um composto na classe de materiais conhecidos como isoladores Mott, a equipe usou microscopia de tunelamento de varredura com polarização de spin (SP-STM) para detalhar no nível atômico a física subjacente de um exemplo desses isoladores, que pode ser manipulado em um estado metálico por meio da adição de uma carga eletrônica, um processo chamado doping, disse o professor assistente de física do Boston College, Ilija Zeljkovic, um dos principais autores do relatório.

Um isolador Mott é caracterizado pela localização de elétrons devido a fortes interações elétron-elétron, e normalmente é acompanhado por ordem magnética, Zelkjovic explicou. Nesse caso, a equipe desenvolveu e estudou a superfície do isolador de estrôncio de Mott, iridato, um óxido, na forma de cristais únicos.

Em muitos óxidos complexos, o ordenamento magnético está embutido em uma paisagem espacialmente não homogênea de outras fases, ele disse. A equipe procurou realizar medições em escalas de comprimento de átomo único, com sensibilidade de carga e rotação, a fim de compreender totalmente a física subjacente, um procedimento que ainda não tinha sido alcançado em qualquer óxido complexo.

Ao empregar microscopia de tunelamento de varredura com polarização de spin (SP-STM), Zeljkovic e seus colegas relatam que a equipe conseguiu realizar esse experimento pela primeira vez. As medições ajudam a entender como um isolador antiferromagnético de Mott evolui com o doping por portador de carga, que intrigou os cientistas desde a descoberta de isoladores dopados prototípicos de Mott, que são supercondutores de óxido de cobre de alta temperatura, Zeljkovic disse.

Ao rastrear sua evolução com doping de portador de carga, os pesquisadores descobriram que, com um baixo nível de doping, a ordem antiferromagnética homogênea dos elétrons do material se funde em uma fragmentada, ordem antiferromagnética "irregular" perto da transição isolante-metal, a equipe relatou.

Zeljkovic disse que os resultados avançam a compreensão das características únicas dos isoladores Mott, e também estabelecer o SP-STM como uma ferramenta poderosa capaz de revelar informações em escala atômica em óxidos complexos.