Научници су први пут у историји успели да добију Вигнеров кристал, који се састоји само од електрона
Први пут у историји, инжењери на ЕТХ Зурицх успели су да добију прави кристал, који се састоји искључиво од електрона. Такозвани Вигнерови кристали теоретски су предвиђени пре 90 година, али су тек сада могли да се посматрају уживо директно у полупроводничком материјалу.
Како је било могуће створити и посматрати кристал електрона
У нормалним условима, понашање електрона личи на понашање течности која слободно протиче кроз материјал. Али већ 1934. године теоретски физичар Иу. Вигнер је формулисао теорију према којој је група електрона сасвим способна да кристалише у чврсту форму, формирајући фазу која се сада назива Вигнер кристал.
Дакле, према теорији, за ово морате "ухватити" идеалну равнотежу између сила као што је електростатичко одбијање и енергије кретања.
Дакле, енергија кретања је много моћнији фактор који тера електроне да скачу у различитим смеровима. Али ако би се ова сила могла смањити (према Вигнеровој претпоставци), тада би одбојна сила имала јачи ефекат на електроне и, на тај начин, закључала би их у хомогену решетку.
Тако су током многих деценија различите групе инжењера покушавале да потврде Вигнерову теорију и створе кристал који се састоји од електрона, али се то показало као прилично тежак задатак.
На крају крајева, за ово морате смањити густину електрона. Осим тога, морају бити фиксирани у „замку“, а такође и охлађени на температуру близу апсолутне нуле како би се минимизирао утицај спољашњих фактора на њих.
Како је добијен Вигнеров кристал
И само су научници из ЕТХ Зурицх -а успели да испуне све услове за добијање Вигнеровог кристала. Дакле, за ограничавање електрона, коришћен је моноатомски лист диселинида молибдена, који је ефикасно ограничио електроне на две димензије.
Да би контролисали број електрона, инжењери су овај материјал стегли између две графенске електроде и применили минимални напон. И тако се ова структура охладила скоро до апсолутне нуле.
Дакле, као резултат таквих манипулација, појавио се кристал Вигнер. Али ово се показало само пола битке, јер се показало да је растојање између електрона толико мало (око 20 нанометара) да је било немогуће видети кристал микроскопом.
Да би визуализовали кристал, научници су одлучили да примене нову методу. Одлучено је да се струја светлости усмери на материјал са фиксном фреквенцијом како би се покренути процес побуде такозваних "ексцизија" у полупроводнику, које емитују светлост назад.
Ако су присутни Вигнерови кристали, излучивања би требало да изгледају стационарна када рефлектују светлост.
Штавише, овај ефекат би се требао манифестовати у уоченим фреквенцијама побуде ексцизија, а то је управо оно што су научници приметили током свог експеримента за добијање Вигнеровог кристала.
Научници су резултате рада обавили на страницама часописа Натуре.
Ако вам се допао материјал, оцените га и не заборавите да се претплатите на канал. Хвала на пажњи!