É cada vez mais importante, não só do ponto de vista básica, mas também por conta de potenciais aplicações, entender as propriedades eletrônicas de materiais, e um dos fenômenos interessantes nesse sentido é o da formação de ordenamento de carga.
Por volta da década de 1970, pesquisadores começaram a encontrar diversos materiais que apresentavam ordenamento de carga, fenômeno que pode ser descrito basicamente como a presença de mais elétrons numa região espacial do material do que em outras, mas numa distribuição ordenada na rede.
A explicação padrão para isso foi dada por R. Peierls nos anos 1950, em que ele sugeria que uma configuração específica da superfície do material deixava os elétrons muito suscetíveis a perturbações externas. Nessas circunstâncias, um acoplamento entre elétron e fônon (uma quase-partícula que corresponde à descrição quântica da vibração de uma rede cristalina) poderia levar a esse tipo de ordenamento de carga.
“Porém, recentemente, essa explicação vem sendo contestada, principalmente pelas descobertas de materiais bidimensionais”, explica Natanael C. Costa, pesquisador da UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro) que publicou, em parceria com pesquisadores nos EUA e na Europa, um estudo dedicado a aprofundar a compreensão do fenômeno. O artigo saiu no “Physical Review Letters” em 4 de maio.
“Esses materiais apresentam ordenamento de carga, mas não se encaixam na explicação dada por Peierls, por não terem um ‘nesting’ na superfície de Fermi”, explica Costa.
O trabalho se dedicou a entender de forma mais aprofundada quais são os efeitos da dispersão da banda de fônons para ordenamento de carga.
“Para isso usamos simulações de Monte Carlo, onde temos elétrons de condução que interagem com os íons, e esses íons vibram e podem repelir uns aos outros mutuamente, gerando uma banda de fônons”, prossegue o pesquisador.
O artigo demonstra que, dependendo da forma dessa banda de fônons, é possível haver efeitos diferentes, desde fortalecer o ordenamento de carga até destruí-lo e levar à supercondutividade.
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