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2. Quartal 2013 - Spontan entstehende Unordnung durch starke elektronische Wechselwirkung

Verschiedene komplexe Materialien zeigen aufgrund starker elektronischer Wechselwirkungen einen Metall-Isolator-Übergang, den so genannten Mott-Hubbard-Übergang. An diesem Phasenübergang erster Ordnung koexistieren isolatorische Nanodomänen und metallische Bereiche, ganz ähnlich wie Eiswürfel in einem Glas Wasser existieren können.

Das bedeutet, statische Unordnung entsteht spontan in dem ursprünglich homogenen System -- mit tiefgreifenden Konsequenzen für die elektrische Leitfähigkeit und andere physikalische Größen.

Das Bild zeigt die zufällig verteilten Nanodomänen in einem Mott-Hubbard-Isolator, erstmalig berechnet mit Hilfe der ortsabhängigen Dynamischen Mean-Field-Theorie (DMFT). Auf den Achsen ist die räumliche Ausdehnung des Systems in Einheiten des Gitterabstands aufgetragen. Isolierende Domänen sind als kreisförmige Strukturen sichtbar. Die Farb-Codierung gibt die elektrische Spannungsverteilung in dem System wieder, wobei eine Gleichspannung senkrecht zur Bildebene angelegt ist. [Q. Liu and J. Kroha, 2013]

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