Беспорядочные материалы под наблюдением в этом исследовании состоят из сетей атомов, которые связаны беспорядочно, в отличие от регулярного выравнивания атомов в кристалле. Они найдены, например, в аморфных твердых частицах, таких как стекло, а также в биологической ткани, сделанной из собрания клеток. Случайная организация атомов существенно затрагивает электрическую проводимость в квантовом масштабе.
Чтобы изучить определенные особенности электропроводности, авторы выполнили крупномасштабные компьютерные моделирования. Они сначала создали образцовые решетки с беспорядочно помещенными атомами и связями.
Они тогда вычислили функцию, описывающую, как электроны перемещаются в эти решетки – известный как механические квантом функции волны. Если эти функции волны распространяются, материал – проводник, если они остаются локализованными, это – изолятор.
Кстати, более чем пятьдесят лет назад, Филип Андерсон показал, что примеси и дефекты могут повернуть материалы от проводников металлического стиля в изоляторы.Когда материал правильный в пороге между проводником и изолятором, у электронных функций волны есть самая специфическая пространственная структура, поскольку Пушман и коллеги показывают. Действительно, они – много fractals – вплетенные наборы различного fractals, каждого с его собственным измерением.
Вычисляя и анализируя спектр этих размеров, они получили отпечаток пальца его пространственной структуры. Это, в свою очередь, открыло дверь в понимание, как беспорядок поворачивает материал от проводника к изолятору.