Fysikere lavede det første billede nogensinde Wigner krystal – et materiale med en mærkelig cellulær struktur inde i et andet materiale, der udelukkende består af elektroner.
For mere end 90 år siden beviste den berømte fysiker Eugene Wigner matematisk, at ved en meget lav temperatur og nogle andre faktorer kan elektronernes bevægelse bremses. Samtidig vil deres naturlige frastødning – partikler med samme elektriske ladning frastøder hinanden – fordele deres struktur i en speciel "frossen" form, hvilket skaber den såkaldte "elektroniske is". Selvom forskere tidligere har modtaget indirekte beviser for eksistensen af "elektronisk is", har ingen indtil nu været i stand til at give et billede af det.
Sommerfuglevingemønsteret vist ovenfor er det første fotografi af en såkaldt Wigner-krystal klemt mellem to meget tynde halvlederlag. Mellemrummet mellem individuelle elektroner, som kan ses på billedet, er omkring 100 gange større end afstanden mellem atomer i et halvlederark.
Billedet blev opnået af forskere fra University of California, Berkeley, sammen med andre forskere fra USA og Japan. Det var ikke nemt at gøre.
For at danne "elektronis" placerede fysikere enkelte atomlag af wolframdisulfid og wolframdiselen (to meget ens halvledere) meget tæt på hinanden. På grund af virkningen af det elektriske felt faldt elektrontætheden mellem de to lag. Til sidst blev hele installationen afkølet til næsten det absolutte nulpunkt. Under sådanne forhold bremsede elektronerne så meget som muligt og holdt næsten op med at bevæge sig.
Den sidste opgave var at få selve billedet. Til dette blev den eksperimentelle enhed dækket med et ark grafen. Faktum er, at grafenark fungerer som fotopapir, hvorpå individuelle elektroners position registreres. Den typiske krystalstruktur blev afspejlet på den. Dette er en indirekte måling, men den beviser uden tvivl eksistensen af Wigner-krystaller og afspejler udseendet af "elektronis".
Læs også:
- Ingeniører har skabt en selvdrevet bioelektronisk enhed
- Forskere har skabt en ny type metal, hvori elektroner flyder som en væske