Realizace základního stavebního kamene Hundova kovu

Kovy, v nichž je pohyb elektronů významně ovlivněn Hundovým pravidlem, jsou označovány jako Hundovy kovy. Důležitými reprezentanty těchto kovů jsou vysokoteplotní supravodiče založené na sloučeninách železa. V dnes známých materiálech se supravodivost objevuje pouze při velmi nízkých teplotách, což komplikuje a prodražuje průmyslové aplikace. Proto se hledají nové materiály, které by vykazovaly supravodivost i při pokojové teplotě. Detailní pochopení Hundových kovů a jejich dílčích složek by toto hledání zefektivnilo. Ve spolupráci s několika zahraničními pracovišti jsme se podíleli na realizaci a následném rozboru chování takové dílčí komponenty Hundova kovu, nazvané Hundova příměs, která vznikla nanesením atomů železa a vodíku na povrch platiny. V blízké budoucnosti bude možné umístit více takových příměsí do těsné blízkosti a tudíž kontrolovaně sestavit Hundův kov z jeho základních stavebních kamenů. Studium takových objektů je jednou z cest k cílenému vývoji nových supravodičů.

Levý panel: Zaplňování elektronových orbitalů v atomu (čtverce) pěti nebo šesti elektrony se spinem směřujícím nahoru (červené šipky) nebo dolů (modré šipky) podle Hundových pravidel. Pro přidání šestého elektronu je nutné dodat energii U_Coulomb, aby bylo překonáno elektrostatické odpuzovaní elektronů. Pro otočení spinu jednoho z pěti elektronů je také třeba dodat energii (J_Hund), která je typicky menší než U_Coulomb.

¹Department of Physics, Hamburg University, Hamburg D-20355, Germany
²Institute for Molecules and Materials (IMM), Radboud University, Nijmegen 6525 AJ, The Netherlands
³Institute of Theoretical Physics, Hamburg University, Hamburg D-20355, Germany
⁴Department of Theoretical Physics and Applied Mathematics, Ural Federal University, Ekaterinburg 620002, Russia
⁵Institute of Physics, ASCR, Na Slovance 2, Prague CZ-18221, Czech Republic
⁶Institute for Theoretical Physics, Bremen Center for Computational Material Science, University of Bremen, Bremen D-28359, Germany