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サー・ネヴィル・フランシス・モット（1905年9月30日 - 1996年8月8日）は、磁性および無秩序系、特にアモルファス半導体の電子構造に関する研究で1977年にノーベル物理学賞を受賞したイギリスの理論物理学者です。この賞はフィリップ・W・アンダーソンとジョン・ヴァン・ヴレックと共同受賞でした。3人は緩やかに関連した研究を行っていました。モットとアンダーソンは、磁性体またはアモルファス材料が金属的である場合と絶縁体である場合がある理由を明らかにしました。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
ネヴィル・フランシス・モットは、1905年9月30日、イングランドのリーズで、チャールズ・フランシス・モットとリリアン・メアリー・レイノルズの息子として生まれた。リリアンは、ジョン・リチャードソン卿の孫娘であり、初代準男爵ジョン・ヘンリー・ペリー卿の曾孫娘にあたる。レイノルズ嬢はケンブリッジ大学数学トライポス卒業生で、ケンブリッジ大学では同学年で最も優秀な女子数学者だった。両親は、 JJ・トムソンの下で物理学の研究に従事していたキャベンディッシュ研究所で出会った。
ネヴィルは、ヨークシャー州ウェスト・ライディングのギグルズウィック村で育ちました。父親はギグルズウィック・スクールの上級理科教師でした。母親も同校で数学を教えていました。父親の仕事の関係で、一家はまずスタッフォードシャー、次にチェスター、そして最後にリバプールへと移り住みました。父親はリバプールで教育局長に任命されていました。モットは最初は母親から家庭で教育を受けました。10歳でブリストルのクリフトン・カレッジで正式な教育を受け始め、[ 6 ]続いてケンブリッジ大学セント・ジョンズ・カレッジに進学し、ラルフ・ファウラーの指導の下、数学トライポスを修了しました。[ 7 ]
1929年、モットはマンチェスター大学物理学部の講師に任命された。1930年にケンブリッジ大学ゴンヴィル・アンド・カイウス・カレッジのフェロー兼講師としてケンブリッジに戻り、1933年にはブリストル大学に移り、メルヴィル・ウィルズ理論物理学教授となった。1948年にはブリストル大学のヘンリー・オーバートン・ウィルズ物理学教授兼ヘンリー・ハーバート・ウィルズ物理研究所所長に就任した。1954年にはケンブリッジ大学のキャベンディッシュ物理学教授に任命され、1971年までその職を務めた。彼は、非常に高額な費用のため計画されていた粒子加速器の中止に尽力した。また、1959年から1966年までゴンヴィル・アンド・カイウス・カレッジの学長も務めた。[ 8 ]
彼の初期の研究は、気体中の衝突の理論的解析、特に電子が水素原子と衝突してスピン反転を起こす現象に関するもので、これは後にアンドレ・ブランダンや近藤淳による伝導電子間の同様の効果や金属の磁気特性に関する研究を刺激することになった。こうした活動がきっかけとなり、モットは2冊の本を執筆した。1冊目はイアン・スネドンと共同編集したもので、実空間におけるシュレーディンガー方程式に重点を置き、量子力学を簡潔かつ明快に解説している。2冊目は、ハートリー・フォック法における電子状態の回転対称性を用いて、気体中の原子および電子の衝突について解説している。
しかし、1930年代半ばにはすでにモットの関心は固体物理学にまで広がり、第二次世界大戦前後のこの分野の発展に大きな影響を与えることになる2冊の著書が生まれた。1936年に出版された『金属と合金の性質の理論』（H・ジョーンズとの共著）では、急速な進歩につながる簡略化された枠組みが記述されている。
金属合金におけるほぼ自由な価電子の概念は、自由として扱われるsp価電子のフェルミ球が原子構造のブリルアンゾーン境界によって散乱される場合、ヒューム・ロザリー相の特別な安定性を説明する。トーマス・フェルミ近似による金属中の不純物の記述は、なぜそのような不純物が長距離で相互作用しないのかを説明する。最後に、遷移金属および合金における価d電子の非局在化は、原子の磁気モーメントがボーア磁子の分数として表される可能性を説明し、短距離での強磁性または反強磁性結合につながる。1939年5月にストラスブールで開催された最初の国際磁気学会議で発表されたこの最後の貢献は、当時フランスで将来のノーベル賞受賞者ルイ・ネールが擁護していた同様の見解を強化するものであった。 1949年、モットはジャック・フリーデルに対し、マーベイと共に開発した手法を用いて、金属中の不純物の電場遮蔽をより正確に記述し、特徴的な長距離電荷振動を説明することを提案した。フリーデルはまた、その著書で展開された仮想束縛準位の概念を用いて、考慮される原子ポテンシャルが、対称性e≠oの（実）束縛準位を生成するのに十分な強さではない状況を記述した。これらの考察が、rp金属およびd金属における凝集力のより厳密なアプローチに及ぼす影響は、主にオルセーの彼の教え子たちによって発展させられた。
2冊目の著書であるロナルド・ウィルフレッド・ガーニーとの共著『固体の物理化学について』は、より広範な内容を扱っていた。特に低温における金属の酸化について論じており、金属と吸着した酸素イオンとの間に生じる電場によって酸化物層が成長し、金属イオンまたは酸素イオンが不規則な酸化物層を通過する経路が確保されると説明している。また、銀イオンが金属クラスターに析出するという観点から、銀化合物における写真反応についても分析している。
この2つ目の分野は、ジョン（ジャック）・ミッチェルの研究活動に直接的かつ長期的な影響を与えた。モットの業績には、写真乳剤に対する光の影響を理論的に説明したことが含まれる（潜像を参照）。彼の酸化に関する研究は、この分野における新たな研究（特にJ・ベナールとニコラス・カブレラによる研究）を促進しただけでなく、半導体におけるドナーおよびアクセプター不純物の分布勾配によって生じるバンドギャップの概念の根源となった。
第二次世界大戦中、モットはレーダー研究者の「陸軍セル」に加わった。彼は、アンテナが目標を追跡する際に測定値が変化するという深刻な校正問題を抱える陸軍のGL Mk. IIレーダーを動作させる責任を負った。彼は、レーダーの周囲に非常に平坦な基準面を提供する大きな金属ワイヤーマットを設計することでこの問題を解決した。[ 9 ]
戦争中、モットは破壊亀裂の進行における塑性変形の役割について研究した。戦後ブリストルに戻った際、チャールズ・フランクと出会い、彼を雇ったことで、フランク・ナバロやアラン・コットレルなどの協力を得て、転位の研究において大きな進歩を遂げることができた。ブリストルはこの分野の重要な研究拠点となり、特に1940年代後半にはその傾向が顕著になった。モットがこの分野に初期段階でやや小規模な貢献しかしていないとしても（特にナバロとの合金硬化に関する研究や、転位ネットワークのトポロジーが結晶の見かけの弾性定数を低下させる研究など）、モットの熱意が、フランクによる結晶成長と塑性に関する3つの大きな進歩、そして後にケンブリッジでピーター・ハーシュによる薄膜電子顕微鏡法の進歩に大きく貢献したことは疑いない。
しかし同時に、モットは電子相関とそのフェルウェイ化合物（例えば、様々な物理的条件下で金属から非金属絶縁体へと変化する酸化ニッケルなど）における役割について深く考察した。これはモット転移として知られている。モット絶縁体という用語も、彼が導入したモット多項式と同様に、彼の名にちなんで名付けられている。
Mott was married to Ruth Eleanor Horder, and had two daughters, Elizabeth and Alice. Alice was an educationist who worked with Claus Moser and married the mathematician Mike Crampin, who was a professor of mathematics at The Open University. Neville Mott retired to live near the Crampins in Aspley Guise, Milton Keynes, where he died on 8 August 1996 at the age of 90. His autobiography, A Life in Science, was published in 1986 by Taylor & Francis.[10] His great grandfather was Sir John Richardson, the arctic explorer.[11]
N. F. Mott revived the old Philosophical Magazine and transformed it into a lively publication essentially centred on the then-new field of solid state physics, attracting writers, readers and general interest on a wide scale. After receiving a paper on point defects in crystals by Frederick Seitz that was obviously too long for the journal, Mott decided to create a new publication, Advances in Physics, for such review papers. Both publications are still active in 2017.
ウィキメディア・コモンズにあるネヴィル・フランシス・モット関連のメディア
ウィキクォートにあるネヴィル・モットに関する引用文