物理学者が史上初の画像を作成 ウィグナー結晶 – 完全に電子で構成される別の物質の内部に奇妙な細胞構造を持つ物質。
90年以上前、有名な物理学者ユージン・ウィグナーは、非常に低い温度やその他の要因で電子の動きが遅くなることを数学的に証明しました. 同時に、それらの自然な反発 - 同じ電荷を持つ粒子が互いに反発する - は、それらの構造を特殊な「凍結」形態に分配し、いわゆる「電子氷」を作成します。 科学者はこれまで「電子氷」の存在の間接的な証拠を受け取っていましたが、これまで誰もその画像を提供できませんでした。
上に示した蝶の羽の模様は、100 つの非常に薄い半導体層の間に挟まれた、いわゆるウィグナー結晶の最初の写真です。 画像に見られる個々の電子間の間隔は、半導体シートの原子間の距離の約 倍です。
この画像は、カリフォルニア大学バークレー校の研究者と、米国と日本の他の科学者によって取得されました。 それは簡単ではありませんでした。
「電子氷」を形成するために、物理学者は二硫化タングステンと二セレンタングステン ( つの非常によく似た半導体) の単原子層を非常に近くに配置しました。 電場の作用により、つの層間の電子密度が減少しました。 最後に、設備全体がほぼ絶対零度まで冷却されました。 そのような状況では、電子は可能な限り速度を落とし、動きをほとんど止めました。
最後のタスクは、画像自体を取得することでした。 このため、実験装置はグラフェンのシートで覆われていました。 実際、グラフェンシートは写真用紙として機能し、個々の電子の位置が記録されます。 典型的な結晶構造が反映されていました。 これは間接的な測定ですが、間違いなくウィグナー結晶の存在を証明し、「電子氷」の出現を反映しています。
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