Невилл Фрэнсис Мотт

Сэр Невилл Мотт
Родившийся	Невилл Фрэнсис Мотт ( 1905-09-30 )30 сентября 1905 г. Лидс , Англия
Умер	8 августа 1996 г. (1996-08-08)(90 лет) Милтон Кейнс , Бакингемшир, Англия
Национальность	Британский
Альма-матер	Кембриджский университет
Известен	Проблема Мотта Критерий Мотта Изолятор Мотта Переход Мотта Рассеяние Мотта Полиномы Мотта Формула Мотта Формула Мотта-Бете Закон Мотта – Герни Правило Шоттки-Мотта Экситон Ванье-Мотта Псевдощель Медаль Мотта
Награды	ФРС (1936 г.) Медаль Хьюза (1941) Королевская медаль (1953) Медаль Копли (1972) Медаль и премия А.А. Гриффита (1973) Медаль Фарадея (1973) Нобелевская премия по физике (1977)
Научная карьера
Поля	Физика
Учреждения	Манчестерский университет Кембриджский университет Бристольский университет
Докторант	Р. Х. Фаулер [ необходима ссылка ]

Сэр Невилл Фрэнсис Мотт CH FRS (30 сентября 1905 - 8 августа 1996) был британским физиком , получившим Нобелевскую премию по физике в 1977 году за свою работу по электронной структуре магнитных и неупорядоченных систем, особенно аморфных полупроводников . Награда была разделена с Филипом В. Андерсоном и Дж. Х. Ван Влеком . Все трое провели мало связанное исследование. Мотт и Андерсон разъяснили причины, по которым магнитные или аморфные материалы иногда могут быть металлическими, а иногда изолирующими. ^{[1] [2] [3] [4] [5]}

Образование и ранняя жизнь [ править ]

Мотт родился в Лидсе в семье Лилиан Мэри Рейнольдс и Чарльза Фрэнсиса Мотта и вырос сначала в деревне Гигглсвик , в Западном райдинге Йоркшира , где его отец был старшим магистром естественных наук в школе Гигглсвик . Его мать также преподавала математику в школе. Семья переехала (из-за работы его отца) сначала в Стаффордшир, затем в Честер и, наконец, в Ливерпуль, где его отец был назначен директором по образованию. Сначала Мотт получил домашнее образование у своей матери, которая была выпускницей Cambridge Mathematics Tripos. Его родители познакомились в Кавендишской лаборатории , когда оба занимались физическими исследованиями. В возрасте десяти лет он начал формальное образование вКлифтонский колледж в Бристоле ^[6], затем в колледже Святого Иоанна в Кембридже , где он читал математические задания .

Карьера и исследования [ править ]

Мотт был назначен преподавателем в физфака в университете Манчестера в 1929 году он вернулся в Кембридж в 1930 году в качестве стипендиата и преподаватель Gonville и Кая колледжа , а в 1933 году переехал в Бристольском университете в Melville Wills профессором теоретической физики .

В 1948 году он стал профессором физики Генри Овертона Уиллса и директором физической лаборатории Генри Герберта Уиллса в Бристоле. В 1954 году он был назначен Кавендишским профессором физики в Кембридже и занимал эту должность до 1971 года. Он сыграл важную роль в болезненной отмене запланированного ускорителя элементарных частиц из-за его очень высокой стоимости. Он также работал магистром в колледже Гонвилля и Кая в 1959–1966 годах.

Его ранние работы были посвящены теоретическому анализу столкновений в газах, в частности столкновения с переворотом спина электрона против атома водорода , что стимулировало последующие работы Андре Бландина и Джун Кондо об аналогичных эффектах между электронами проводимости , а также магнитных свойствах. в металлах. Такая деятельность привела Мотта к написанию двух книг. Первый, который редактировался вместе с Яном Снеддоном , дает простое и ясное описание квантовой механики с акцентом на уравнение Шредингера в реальном пространстве . Второй описывает столкновения атомов и электронов в газах, используя вращательную симметрию электронных состояний.в методе Хартри – Фока .

Но уже в середине 1930-х годов интересы Мотта расширились и включили твердые тела, что привело к появлению еще двух книг, которые окажут большое влияние на развитие этой области в годы до и после Второй мировой войны . В 1936 году « Теория свойств металлов и сплавов» (написанная вместе с Х. Джонсом) описывает упрощенную основу, которая привела к быстрому прогрессу. ^{[ требуется дальнейшее объяснение ]}

Понятие почти свободных валентных электронов в металлических сплавах объясняет особую стабильность фаз Юм-Розери , если сфера Ферми из зр валентных электронов , рассматривается как свободный, будут разбросаны по зоне Бриллюэна границ атомной структуры. Описание примесей в металлах приближением Томаса Ферми объяснило бы, почему такие примеси не будут взаимодействовать на больших расстояниях. Наконец, делокализация валентных d- электронов в переходных металлах и сплавах могла бы объяснить возможность возникновения магнитных моментоватомов должны быть выражены в долях магнетонов Бора , приводящих к ферро- или антиферромагнитной связи на коротких расстояниях. Этот последний доклад, сделанный на первой международной конференции по магнетизму, состоявшейся в Страсбурге в мае 1939 года, укрепил аналогичные точки зрения, отстаиваемые в то время во Франции будущим лауреатом Нобелевской премии Луи Неелем . В 1949 году Мотт предложил Жаку Фриделю использовать подход, разработанный вместе с Марви, для более точного описания экранирования электрического поля.примеси в металле, что приводит к характерным дальнодействующим колебаниям заряда. Фридель также использовал разработанную в этой книге концепцию виртуального связанного уровня для описания ситуации, когда рассматриваемый атомный потенциал недостаточно силен для создания (реального) связанного уровня симметрии e o. ^{[ требуется дальнейшее объяснение ]} Последствия этих замечаний для более точных подходов к когезии в rp, а также в d-металлах были в основном разработаны его учениками в Орсе. ^{[ требуется дальнейшее объяснение ]}

Вторая книга, с Роналда Уилфред Герни , О физической химии твердого тела была более разнообразной. В нем, в частности, говорилось об окислении металлов при низких температурах, где он описывал рост оксидного слоя как результат электрического поля, возникающего между металлом и поглощенными ионами кислорода, которое могло продвигать ионы металла или кислорода через неупорядоченный оксид. слой. В книге также проанализированы фотографические реакции в ионном соединении серебра с точки зрения осаждения ионов серебра в металлические кластеры.

Это второе направление имело прямые и длительные последствия для исследовательской деятельности Джона (Джека) Митчелла. Достижения Мотта включают теоретическое объяснение воздействия света на фотоэмульсию (см. Скрытое изображение ). Его работа по окислению, помимо стимулирования новых исследований в этой области (в частности, Дж. Бенара и Николаса Кабреры ), явилась основой концепции запрещенной зоны, создаваемой в полупроводниках градиентами в распределении донорных и акцепторных примесей .

Когда Мотт вернулся в Бристоль после войны (в течение этого периода он работал над ролью пластической деформации в развитии трещин изломов), его встреча и работа с Фредериком Чарльзом Франком привели их обоих к развитию с помощью другие, такие как Фрэнк Набарро и Алан Коттрелл , атаковать полем дислокаций, в котором Бристоль засиял с новой силой, особенно в конце 1940-х годов. Если Мотт внес лишь ранний и несколько незначительный вклад в эту область, особенно в области упрочнения сплава с Набарро и топологии дислокационной сетки, снижающей кажущиеся упругие постоянные кристалла, нет сомнений в том, что энтузиазм Мотта сыграл свою роль в трех основных Ф. Ф. Франк сделал шаг вперед в области роста кристаллов и пластичности, а затем, в Кембридже, П. Хирш в области электронной микроскопии тонких пленок.

В то же время, однако, Мотт начал играть с электронными корреляциями и их возможной ролью в соединениях Вервея, таких как оксиды никеля, которые могли переключаться с металлов на изоляторы при различных физических условиях (переход веществ из металлического в неметаллическое состояния ( переход Мотта ). Термин изолятор Мотта также назван в честь него, а также введенных им полиномов Мотта .

Публикации [ править ]

Н. Ф. Мотт возродил старый Philosophical Magazine и превратил его в живое издание, в основном сосредоточенное на тогда еще новой области физики твердого тела, привлекающее писателей, читателей и широкий интерес в целом. После получения доклада Фредерика Зейтца о точечных дефектах в кристаллах это было явно слишком долго для Фила. Мэг, Мотт решил создать новую публикацию « Достижения в области физики» для таких обзорных статей. Обе публикации по-прежнему активны в 2017 году.

• Н. Ф. Мотт, "Волновая механика следов α-лучей", Труды Королевского общества (1929) A126 , стр. 79–84, DOI : 10.1098 / rspa.1929.0205 . (перепечатано как Раздел I-6 квантовой теории и измерений , JA Wheeler. и WH Zurek, (1983) Princeton).
• Н. Ф. Мотт, Переходы металл-изолятор , второе издание (Тейлор и Фрэнсис, Лондон, 1990). ISBN  0-85066-783-6 , ISBN 978-0-85066-783-7 
• Н. Ф. Мотт, Жизнь в науке (Тейлор и Фрэнсис, Лондон, 1986). ISBN 0-85066-333-4 , ISBN 978-0-85066-333-4  
• Н. Ф. Мотт, Х. Джонс, Теория свойств металлов и сплавов (Dover Publications Inc., Нью-Йорк, 1958).
• Брайан Пиппард , Невилл Фрэнсис Мотт , Physics Today , март 1997 г., стр. 95 и 96: (pdf) .

Награды и награды [ править ]

В 1977 году Невилл Мотт был удостоен Нобелевской премии по физике вместе с Филипом Уорреном Андерсоном и Джоном Хасбруком Ван Флеком «за фундаментальные теоретические исследования электронной структуры магнитных и неупорядоченных систем». Новость о получении Нобелевской премии получила Мотт во время обеда в ресторане Die Sonne в Марбурге , Германия, во время визита к коллеге-твердотельному ученому из Марбургского университета . ^[7]

Мотт был избран членом Королевского общества (FRS) в 1936 году . ^[8] Мотт был президентом Физического общества в 1957 году. В начале 1960-х он был председателем британской группы Пагуоша . Он был посвящен в рыцари в 1962 году. ^[9]

Мотт получил почетную докторскую степень в Университете Хериот-Ватт в 1972 г. ^[10]

В 1981 году Мотт стал одним из основателей Всемирного культурного совета . ^[11]

Он продолжал работать, пока ему не исполнилось девяносто. В 1995 году он был удостоен звания почетного кавалера ^[12].

В 1995 году Мотт посетил физический факультет Университета Лафборо и прочитал лекцию под названием «65 лет в физике». Университет продолжает проводить ежегодные лекции сэра Невилла Мотта. ^[13]

Личная жизнь [ править ]

Мотт был женат на Рут Элеонор Хордер и имел двух дочерей, Элизабет и Алису. Он умер в Милтон-Кейнсе , Бакингемшир. Его автобиография «Жизнь в науке» была опубликована в 1986 году издательством «Тейлор и Фрэнсис». ^[14]

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• СМИ, связанные с Невиллом Фрэнсисом Моттом на Викискладе?
• Цитаты, связанные с Невиллом Фрэнсисом Моттом на Wikiquote
• Невилл Фрэнсис Мотт на Nobelprize.org, включая Нобелевскую лекцию, 8 декабря 1977 г. Электроны в стекле