Student World

Inverzní vztah mezi vodivostí a teplotou existuje proto, že s vyšší teplotou začne být ve vodivostním pásu kovů zmatek, přibývá částic nepodílejících se na vedení proudu a elektrony do nich narážejí (z obdobného mechanismu lze dalšími úvahami odvodit i to, proč třeba u křemíku by vodivost měla s teplotou naopak stoupat).
Jenomže ne všechny kovy tuto učebnicovou pravdu spořádaně poslouchají. Některé kovy se nechovají zdaleka tak přímočarým způsobem a elektrickou vodivost si zachovávají i při vysokých teplotách, nebo jejich vodivost s teplotou dokonce roste.
Shriram Ramanathan z Harvardu a jeho kolegové se nyní v Nature Physics pokoušejí celý jev vysvětlit. Tvrdí, že v „neposlušných“ („bad“) kovech se neustále mění počet elektronů, které se mohou účastnit vedení proudu. Počet volných elektronů prostě pro každý materiál není konstanta. Autoři článku také zavádějí jako veličinu „rozptyl elektronů“ – u běžných kovů s teplotou klesá, u těch divných je konstantní.
Dále se operuje Heisenbergovým principem neurčitosti. Vztah mezi vodivostí a teplotou nemůže fungovat věčně, v určitý okamžik přestanou mít elektrony dobře definovatelnou energii atd. U běžných kovů ovšem kov mnohem dříve roztaje, takže tyto jevy do hry nevstoupí. Divné kovy ale netají ani při „kritické“ teplotě, v důsledku toho pak příslušné vlivy mohou vodivost udržet i zvyšovat.
Pro laika je to celé bohužel značně nesrozumitelné. Člověka by alespoň zajímalo, jaké že ty „divné“ kovy konkrétně jsou. Výzkumníci ve svých experimentech používali SmNiO3, podobné vlastnosti by ale měly platit i pro tzv. Mott-Hubardovy materiály.
Některé podivné kovy/sloučeniny by mohly současně vykazovat i další zajímavé vlastnosti včetně technologicky využitelných: supravodivost při vyšších teplotách nebo obří magnetorezistenci (schopnost měnit hodnotu elektrického odporu pomocí vnějšího magnetického pole).
Zdroj: Phys.org

Poznámka: Aby podivností nebylo málo, SmNiO3 je chemicky přece sůl a ty vodivé nebývají, bez ohledu na vodivost kovů…? (nebo lépe SmNiO3 pokládat za podvojný oxid? je vodivost snad dána tím, že na rozdíl od dejme tomu modré skalice jsou oba kladně nabité atomy ve sloučenině kovem?)

autor Pavel Houser