THE METAL-NON-METAL TRANSITION

Résumé
La transition métal-non métal discutée dans cet article est celle qui apparaît comme une conséquence de l'énergie de corrélation e²/r₁₂, lorsque la distance a entre les atomes est changée. Le germanium fortement dopé en est le plus clair exemple. Dans un réseau cubique ou désordonné d'atomes a un électron, deux transitions sont attendues lorsque a augmente. (a) L'apparition d'un antiferromagnétisme itinérant. Ceci divise la bande comme l'avait suggéré en premier Slater (1951). (b) La disparition de la conduction métallique (la transition MNM). Nous suggérons que cet effet est lié au recouvrement des deux sous bandes (Hubbard), que l'antiferromagnétisme persiste normalement dans l'état métallique, et que la densité d'état N(E_F) chute près de la transition. Nous présentons la preuve qu'il en est ainsi pour les semi-conducteurs fortement dopés et pour le métal ammoniac. D'après le critère de Landau, la formation des moments doit être du second ordre, cependant nous suggérons qu'elle peut être du premier ordre dans le cas de deux bandes se recouvrant faiblement et qu'il en est ainsi dans V₂O₃. Finalement, nous donnons une discussion de NiS en termes de polarons de spins.

Abstract
The metal-non-metal transition discussed in this paper is that which takes place as a consequence of the correlation energy e²/r₁₂, when the distance a between atoms is changed. The clearest example is heavily doped germanium. In a crystalline cubic or disordered lattice of one-electron atoms, as a increases, two transitions are to be expected : (a) The appearance of itinerant antiferromagnetism. This will split the band, as first suggested by Slater (1951). (b) The disappearance of metallic conduction (the MNM transition). It is suggested that this occurs when the two (Hubbard) sub-bands overlap, that antiferromagnetism will normally persist in the metallic state, and that the density of states N(E_F) drops near the transition. Evidence that this is so for heavily doped semiconductors and metal-ammonia is presented. According to Landau's criterion the formation of moments should be second order, but it is suggested that for two slightly overlapping bands it may be first order and that this is what is happening in V₂O₃. Finally a discussion is given of NiS in terms of spin polarons.