假金属、真绝缘体与简并带隙金属

本文讨论一类重要的化合物，它们被简化的电子结构理论预言为金属，但实际上却是绝缘体。这种假金属态在文献中传统上被归因于缺乏对电子-电子关联的正确处理（“Mott 绝缘体”），而事实上，即便如密度泛函理论这类平均场型理论，只要避免对简化理论施加的限制，也能正确描述绝缘相。此类不当限制包括本文所述的各种禁止对称性破缺的形式。随着导体科学与技术从研究 Al 或 Cu 等简单元素金属转向二元或三元氧化物与磷化物等化合物导体，人们注意到一类特殊的简并但带隙的金属。它们假定的电子组态显示费米能级位于导带或价带内部，然而在主要能带边之间存在一个“内部带隙”。这种电子组态的意义在于，当形成内部带隙中的态所付出的能量小于将载流子从导带转移到这些较低能量受体态所获得的能量时，它可能对向内部带隙中形成态的不稳定性，从而将原来的（假）金属转变为绝缘体。