فیزیکدانان اولین تصویر را ساختند کریستال ویگنر - ماده ای با ساختار سلولی عجیب و غریب در داخل ماده دیگری که تماماً از الکترون تشکیل شده است.
بیش از 90 سال پیش، یوجین ویگنر، فیزیکدان مشهور، به طور ریاضی ثابت کرد که در دمای بسیار پایین و برخی عوامل دیگر، حرکت الکترون ها را می توان کاهش داد. در همان زمان، دافعه طبیعی آنها - ذرات با بار الکتریکی یکسان یکدیگر را دفع می کنند - ساختار آنها را به شکل خاصی "یخ زده" توزیع می کند و به اصطلاح "یخ الکترونیکی" را ایجاد می کند. اگرچه قبلاً دانشمندان شواهد غیرمستقیم از وجود "یخ الکترونیکی" دریافت کرده بودند، اما تاکنون هیچ کس نتوانسته تصویری از آن ارائه دهد.
الگوی بال پروانه نشان داده شده در بالا اولین عکس از یک کریستال به اصطلاح ویگنر است که بین دو لایه نیمه هادی بسیار نازک قرار گرفته است. فضای بین تک تک الکترون ها، که در تصویر قابل مشاهده است، حدود 100 برابر بیشتر از فاصله بین اتم ها در یک صفحه نیمه هادی است.
این تصویر توسط محققان دانشگاه کالیفرنیا در برکلی به همراه دانشمندان دیگری از ایالات متحده و ژاپن به دست آمده است. انجام آن آسان نبود.
برای تشکیل "یخ الکترونی"، فیزیکدانان لایه های اتمی منفرد از دی سولفید تنگستن و دیزلن تنگستن (دو نیمه هادی بسیار مشابه) را بسیار نزدیک به هم قرار دادند. در اثر عمل میدان الکتریکی، چگالی الکترون بین دو لایه کاهش یافت. در نهایت، کل نصب تقریباً به صفر مطلق خنک شد. در چنین شرایطی، سرعت الکترون ها تا حد ممکن کاهش یافته و تقریباً از حرکت باز می ایستند.
آخرین کار دریافت خود تصویر بود. برای این کار، دستگاه آزمایشی با ورقه ای از گرافن پوشانده شد. واقعیت این است که صفحات گرافن به عنوان کاغذ عکس عمل می کنند که موقعیت تک تک الکترون ها روی آن ثبت می شود. ساختار کریستالی معمولی روی آن منعکس شد. این یک اندازه گیری غیر مستقیم است، اما بدون شک وجود کریستال های ویگنر را ثابت می کند و ظاهر "یخ الکترونی" را منعکس می کند.
همچنین بخوانید:
- مهندسان یک دستگاه بیوالکترونیک خودران ساخته اند
- دانشمندان نوع جدیدی از فلز ساخته اند که الکترون ها مانند مایع در آن جریان دارند