Transiciones de fase y fenómenos colectivos en la interfase 1-3 ML-Sn - Ge (111)

Abstract

En este trabajo se ha estudiado la interfase 1/3 ML-SnGe(111) mediante PES, STM y LEED. Esta interfase es un sistema modelo para el estudio de las correlaciones electrónicas en física del estado sólido.El estudio de la estructura electrónica cerca del nivel de Fermi de la fase (3x3) entre 139 K y 60 K muestra que esta fase es metálica. La celda unidad de la reconstrucción (3×3) consiste un átomo de Sn desplazado hacia arriba y dos desplazados hacia abajo (modelo 1U2D). A partir de medidas de alta resolución del nivel interno Sn 4d en la fase (3x3) se obtiene una nueva deconvolución que pone fin a la controversia existente acerca de la interpretación de la forma de línea de este nivel interno. Tanto esta deconvolución como las imágenes de STM muestran la existencia de una estructura (3x3) en la que los dos átomos en posición abajo de la celda unidad son inequivalentes (estructura IDA-(3×3)).Este sistema también se ha estudiado a temperaturas inferiores a ~30 K. Esto ha permitido observar la aparición de una fase de simetría (√3×√3)R30º (fase LT-√3). Se trata de un aislante de Mott bidimensional. Por último, el estudio de la evolución con la temperatura entre las fases IDA-(3×3) metálica y LT-√3 aislante de Mott muestra la existencia de una transición de fase intermedia a ~60 K. En ella se forma una fase aislante con estructura (3×3) (fase LT-(3×3)) diferente a la IDA-(3x3). La fase LT-(3×3) es aislante y tiene una zona de energía prohibida un orden de magnitud menor que la correspondiente a la fase LT-√3. El origen de esta nueva fase se debe a las correlaciones electrónicas, que dan lugar a un ordenamiento de la carga en los átomos de Sn en posición abajo.