概括地說，所有材料都可以歸類為金屬或絕緣體，這取決于電子在材料中移動并導電的能力。

但是，并非所有絕緣子都是一樣的。在簡單的材料中，金屬和絕緣行為之間的差異源于存在的電子數(shù)量：金屬為奇數(shù)，絕緣子為偶數(shù)。

在更復雜的材料中(例如所謂的Mott絕緣子)，電子以不同的方式相互影響，其中微妙的平衡決定了它們的導電性。

在莫特絕緣子中，靜電斥力可防止電子彼此過于靠近，從而造成交通擁堵并限制電子的自由流動。

迄今為止，有兩種已知的方法可以緩解交通擁堵：通過降低電子之間的排斥相互作用的強度，或者通過更改電子數(shù)量。

Berend Zwartsenberg博士不列顛哥倫比亞大學斯圖爾特·布魯森量子物質(zhì)研究所的一名學生及其同事探索了第三種可能性：是否有辦法改變材料的量子性質(zhì)，以實現(xiàn)金屬-絕緣體的轉(zhuǎn)變?

研究人員使用一種稱為角度分辨光發(fā)射光譜的技術，檢查了Mott絕緣子Sr2IrO4，監(jiān)測了電子的數(shù)量，其靜電排斥力，最后監(jiān)測了電子自旋與其軌道旋轉(zhuǎn)之間的相互作用。

Zwartsenberg說：“我們發(fā)現(xiàn)，自旋與軌道角動量耦合會降低電子的速度，使它們對彼此的存在變得敏感，從而緩解交通堵塞。”

“減少自旋軌道耦合反過來緩解了交通擁堵，并且我們能夠使用這種策略首次證明從絕緣體到金屬的過渡。”

不列顛哥倫比亞大學布魯森量子物質(zhì)研究所首席研究員兼科學主任安德里亞·達馬塞利教授(Andrea Damascelli教授)說：“這在基礎物理學水平上確實是令人激動的結(jié)果，并擴大了現(xiàn)代電子學的潛力。”

“如果我們能夠?qū)α孔游镔|(zhì)的這些階段及其新興的電子現(xiàn)象有一個微觀的了解，我們可以通過逐個原子地設計量子材料來開發(fā)它們，以用于新的電子，磁性和傳感應用。”