Fizikai padarė pirmąjį vaizdą Wigner kristalas – medžiaga, turinti keistą ląstelinę struktūrą kitos medžiagos, susidedančios vien iš elektronų, viduje.
Daugiau nei prieš 90 metų garsus fizikas Eugene'as Wigneris matematiškai įrodė, kad esant labai žemai temperatūrai ir kai kuriems kitiems veiksniams, elektronų judėjimas gali sulėtėti. Tuo pačiu metu jų natūralus atstūmimas – dalelės su vienodu elektros krūviu atstumia viena kitą – paskirstys jų struktūrą į specialią „užšaldytą“ formą, sukurs vadinamąjį „elektroninį ledą“. Nors anksčiau mokslininkai gavo netiesioginių „elektroninio ledo“ egzistavimo įrodymų, iki šiol niekas negalėjo pateikti jo vaizdo.
Aukščiau parodytas drugelio sparno modelis yra pirmoji vadinamojo Wigner kristalo, įterpto tarp dviejų labai plonų puslaidininkių sluoksnių, nuotrauka. Atstumas tarp atskirų elektronų, kuris matomas paveikslėlyje, yra maždaug 100 kartų didesnis nei atstumas tarp atomų puslaidininkiniame lakšte.
Vaizdą gavo Kalifornijos universiteto Berklio tyrėjai kartu su kitais mokslininkais iš JAV ir Japonijos. Tai padaryti nebuvo lengva.
Kad susidarytų „elektroninis ledas“, fizikai labai arti vienas kito padėjo atskirus volframo disulfido ir volframo diseleno (du labai panašių puslaidininkių) atominius sluoksnius. Dėl elektrinio lauko veikimo sumažėjo elektronų tankis tarp dviejų sluoksnių. Galiausiai visa instaliacija buvo atvėsinta iki beveik absoliutaus nulio. Tokiomis sąlygomis elektronai kiek įmanoma sulėtėjo ir beveik nustojo judėti.
Paskutinė užduotis buvo gauti patį vaizdą. Tam eksperimentinis prietaisas buvo padengtas grafeno lakštu. Faktas yra tas, kad grafeno lakštai veikia kaip fotopopierius, kuriame įrašoma atskirų elektronų padėtis. Jame atsispindėjo tipiška kristalų struktūra. Tai netiesioginis matavimas, tačiau jis neabejotinai įrodo Wigner kristalų egzistavimą ir atspindi „elektroninio ledo“ atsiradimą.
Taip pat skaitykite:
- Inžinieriai sukūrė savaeigį bioelektroninį įrenginį
- Mokslininkai sukūrė naujo tipo metalą, kuriame elektronai teka kaip skystis