Tu sei qui: Home Didattica Scienza dei Materiali Informazioni generali Facciamo i nomi Philip Anderson e Nevil Mott

Philip Anderson e Nevil Mott

Philip W. Anderson, Nevill F. Mott hanno vinto il premio Nobel per la fisica del 1977 per i loro studi teorici sulla struttura elettronica dei sistemi disordinati. In materiali cristallini, gli atomi formano un reticolo regolare e questo semplifica molto il calcolo teorico delle proprietà elettroniche. In sistemi disordinati proprio la mancanza di periodicità nella disposizione degli atomi rende estremamente complessa la loro trattazione teorica. Mott e Anderson hanno definito molti nuovi concetti che sono oggi centrali nella nostra comprensione dei materiali disordinati. Le loro idee sono state sperimentalmente verificate in molti e differenti sistemi fisici e hanno condotto allo sviluppo di importanti applicazioni tecnologiche.

Il nome di Anderson è universalmente noto in relazione al concetto di localizzazione di un elettrone in un sistema disordinato: Anderson's localization. In una struttura cristallina regolare un elettrone risulta essere libero di muoversi attraverso il cristallo con velocità praticamente costante per distanze dell'ordine di qualche micrometro. Il moto è di tipo diffusivo (simile alla propagazione del calore) e la distanza percorsa da un elettrone con velocità costante è detta cammino libero medio. In generale la presenza di disordine determina una riduzione del cammino libero medio. Nel 1958 Anderson pubblicò un articolo in cui mostrava che quando il cammino libero medio diviene minore della lunghezza di De Broglie dell'elettrone si determina una localizzazione spaziale. Gli stati localizzati non contribuiscono più al trasporto di carica e pertanto influiscono in modo determinante alle proprieta elettriche dei materiali. Tali concetti sono del tutto generali e sono oggi applicati anche alla propagazione della luce in mezzi disordinati e non, nell'ambito di quel settore della scienza dei materiali che va sotto il nome di photonic band gap materials.

Uno dei principali contributi di Mott alla fisica dello stato solido è legato al fenomeno noto come Mott's transition. La teoria a bande permette di classificare i materiali in metalli, semiconduttori ed isolanti sulla base delle loro proprietà elettroniche. La previsioni della teoria trovano conferma in moltissime classi di materiali, con qualche notevole eccezione. Ad esempio l'ossido di nickel che, in accordo con la teoria a bande dovrebbe essere un metallo, ha caratteristiche di conducibilità elettrica simili ad un isolante. Mott ha mostrato come questo possa essere compreso sulla base dell'interazione fra elettroni (che la teoria a bande include solo in modo approssimato).