Elektroner taber sig

Den målte masse af elektroner i faste stoffer er altid større end den værdi, som teorien forudsiger. Årsagen til dette er, at teoretiske beregninger ikke korrekt tager højde for forskellige interaktioner med andre elektroner eller gittervibrationer - der "klæder" elektronerne. EPFL-forskere har nu udført en undersøgelse af et lithiumholdigt kobberoxid og har fundet ud af, at dets elektroner er 2,5 gange lettere end det var forudsagt ved teoretiske beregninger. Værket er udgivet i Fysisk gennemgangsbreve og har lavet omslaget.

Marco Grionis laboratorium ved EPFL brugte en spektroskopiteknik kaldet ARPES (vinkelopløst fotoemissionsspektroskopi), som gør det muligt for forskere at "spore" elektronadfærd i et fast materiale. I dette tilfælde, det faste materiale var et kobberoxid, medlem af materialet i overgangsmetaloxidfamilien, som har vidtgående applikationer til deres elektroniske, magnetiske og katalytiske egenskaber. I denne type kobberoxid har Cu -atomer to forskellige værdier af valens, hvilket gør det til en "blandet valens" forbindelse.

Forskerne brugte ARPES til at måle elektronbåndenes energi i kobberoxidet. Dette hjalp dem derefter med at beregne massen af ​​dets elektroner. Kort fortalt, jo bredere bandet, jo mindre elektronens masse.

Kører målingerne, forskerne fandt ud af, at kobberoxidets elektroner faktisk er 2,5 gange lettere end værdierne givet af teoretiske forudsigelser. "Dette er ret unikt og uventet, "siger Marco Grioni." Det strider imod en bredt accepteret grundsæt i mange-kropsteori, der siger, at korrelationseffekter generelt giver smallere bånd og større elektronmasser. "

Forfatterne oplyser, at nutidens elektroniske strukturberegningsteknikker kan tilvejebringe en iboende upassende beskrivelse af ligand-til-d hybridiseringer i metaloxider med sen overgang.