Uma introdução compreensiva sobre fenômenos eletrônicos fortemente correlacionados

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Abstract

The electron gas model proposed by Fermi in 1926 constitutes one of the first direct applications of Quantum Mechanics in the description of the physical properties of solids. In particular, the mathematical description of the electronic contribution to the specific heat is a hallmark in this field. However, exotic manifestations of matter cannot be described by the Fermi gas model and band theory. Examples include the Mott insulating phase and the enhancement of the Sommerfeld coefficient for the so-called heavy fermions systems. In this contribution, we revisit comprehensively fundamental concepts related to strongly correlated electronic phenomena. We focus on an analysis of the Hubbard model for the Mott dimer in a direct connection with current research topics and experimental observations. We also revisit the Fermi-Hubbard, Bose-Fermi-Hubbard, Andersonsingle-impurity, Su–Schrieffer–Heeger, t-J, and RVB models, as well as the BCS theory and density functional theory and its applications. Yet, the dynamical mean-field theory and the GW approximation are briefly discussed. The present work can be seen as a primer for a broad audience interested in the theoretical and experimental aspects related to research in the field of strongly correlated electronic systems.
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Uma introdução compreensiva sobre fenômenos eletrônicos fortemente correlacionados | SciELO Preprints window.dataLayer = window.dataLayer || []; function gtag(){dataLayer.push(arguments);} gtag('js', new Date()); gtag('config', 'G-3TT8HYRH0Y'); Open Menu Registrar-se Acesso English Español Ir para o conteúdo principal Ir para o menu de navegação principal Ir para o rodapé Preprints Submissão Áreas do Conhecimento Ciências Agrárias Ciências Biológicas Ciências da Saúde Ciências Exatas e da Terra Ciências Humanas Ciências Sociais Aplicadas Engenharias Linguística, letras e artes Educação em Revista Memórias do Instituto Oswaldo Cruz 47º Encontro Anual da ANPOCS 48º Encontro Anual da ANPOCS 49º Encontro Anual da ANPOCS Sobre Sobre o Servidor Declaração de Privacidade Atualizações do Sistema Contato FAQ Ética no SciELO Preprints Avaliação de preprints Anotações em preprints (via Hypothesis) Avalie um preprint Notícias Início / Ciências Exatas e da Terra Preprint / Versão 3 Uma introdução compreensiva sobre fenômenos eletrônicos fortemente correlacionados article.authors6a0cbbbb92124 Lucas Squillante Universidade Estadual Paulista (Unesp) image/svg+xml https://orcid.org/0000-0003-3433-1353 Samuel Soares Universidade Estadual Paulista (Unesp) image/svg+xml https://orcid.org/0009-0002-0205-4988 Enesio Marinho Jr. Universidade Estadual Paulista (Unesp) image/svg+xml https://orcid.org/0000-0003-4040-0618 Alexandre R. Rocha Universidade Estadual Paulista (Unesp) image/svg+xml https://orcid.org/0000-0001-8874-6947 Marcos Figueira Universidade Federal Fluminense image/svg+xml Antonio Seridonio Universidade Estadual Paulista (Unesp) image/svg+xml https://orcid.org/0000-0001-5612-9485 Mariano de Souza Universidade Estadual Paulista (Unesp) image/svg+xml https://orcid.org/0000-0002-2466-3402 DOI: https://doi.org/10.1590/SciELOPreprints.12120 Palavras-chave: modelo de Hubbard, transição metal-isolante de Mott, metais moleculares, Sistemas eletrônicos fortemente correlacionados Resumo O modelo do gás de elétrons proposto por Fermi em 1926 constitui uma das primeiras aplicações diretas da Mecânica Quântica na descrição das propriedades físicas de sólidos. Em particular, a descrição matemática da contribuição eletrônica para o calor específico consiste em um elemento central neste campo. No entanto, manifestações exóticas da matéria não podem ser descritas pelo modelo do gás de Fermi e pela teoria de bandas. Exemplos incluem a fase isolante de Mott e o alto valor do coeficiente de Sommerfeld para os chamados férmions pesados. Nesta contribuição, revisitamos de forma compreensiva os conceitos fundamentais relacionados aos fenômenos eletrônicos fortemente correlacionados. Focamos em uma análise do modelo de Hubbard para o dímero de Mott em conexão direta com tópicos atuais de pesquisa e observações experimentais. Revisitamos também brevemente os modelos de Fermi-Hubbard, Bose-Fermi-Hubbard, Anderson de uma única impureza, Su–Schrieffer–Heeger, t-J e RVB, bem como a teoria BCS e a do funcional da densidade e suas aplicações. Ainda, a teoria de campo médio dinâmico e a aproximação GW são brevemente discutidas. O presente trabalho pode ser visto como uma “cartilha” para o público geral interessado nos aspectos teóricos e experimentais relacionados à pesquisa no campo de sistemas eletrônicos fortemente correlacionados. Downloads Os dados de download ainda não estão disponíveis. PDF Postado 03/06/2025 — Atualizado em 06/04/2026 Versões 06/04/2026 (3) 07/10/2025 (2) 03/06/2025 (1) Como Citar Uma introdução compreensiva sobre fenômenos eletrônicos fortemente correlacionados. (2026). Em SciELO Preprints . https://doi.org/10.1590/SciELOPreprints.12120 (Original work published 2025) Formatos de Citação ACM ACS APA ABNT Chicago Harvard IEEE MLA Turabian Vancouver Baixar Citação Endnote/Zotero/Mendeley (RIS) BibTeX Série Ciências Exatas e da Terra Copyright (c) 2025 Lucas Squillante, Samuel Soares, Enesio Marinho Jr., Alexandre R. Rocha, Marcos Figueira, Antonio Seridonio, Mariano de Souza Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License . Dados de financiamento Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo Números do Financiamento 2011/22050-4;2017/07845-7;2019/24696-0;23/09820- 2;23/11751-9;21/14335-0 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Números do Financiamento 303772/2023-9;308695/2021-6 Universidade Estadual Paulista Números do Financiamento LS agradece ao IGCE pela bolsa de p´os-doutorado. .citations-container { overflow-y: auto; overflow-x: hidden; max-height: 1000px; } Plaudit Justificativa da versão Versão revisada após parecer dos Revisores function insertAfter(newNode, referenceNode) { referenceNode.parentNode.insertBefore(newNode, referenceNode.nextSibling); } const publishedBlock = document.getElementsByClassName("item published")[0]; const justificationBlock = document.getElementsByClassName('item versionJustification')[0]; insertAfter(justificationBlock, publishedBlock); Declaração de dados Os dados de pesquisa estão contidos no próprio manuscrito Aviso de preprints Preprints são manuscritos não avaliados por um periódico científico ou já avaliados mas em processo de publicação. .block_announcements_article:not(:last-child) { padding-bottom: 1.5em; border-bottom: 1px solid; } .block_announcements_article { text-align: left; } .block_announcements #show-all{ font-style: italic; } Notícias SciELO Preprints adota obrigatoriedade de declaração de disponibilização de dados de pesquisa 19 agosto 2025 A partir de 1º de setembro de 2025 os manuscritos submetidos ao SciELO Preprints devem incluir uma declaração de disponibilidade de dados informando sobre onde e como os dados da pesquisa que deram origem ao artigo podem ser acessados. 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