นักฟิสิกส์สร้างภาพเป็นครั้งแรก วิกเนอร์ คริสตัล - วัสดุที่มีโครงสร้างเซลล์แปลก ๆ ภายในวัสดุอื่นที่ประกอบด้วยอิเล็กตรอนทั้งหมด
กว่า 90 ปีที่แล้ว นักฟิสิกส์ชื่อดัง Eugene Wigner ได้พิสูจน์ทางคณิตศาสตร์ว่าที่อุณหภูมิต่ำมากและปัจจัยอื่นๆ บางอย่าง การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนสามารถช้าลงได้ ในเวลาเดียวกัน แรงผลักตามธรรมชาติของพวกมัน - อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเท่ากันจะผลักกัน - จะกระจายโครงสร้างของพวกมันให้อยู่ในรูปแบบ "แช่แข็ง" พิเศษ ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า "น้ำแข็งอิเล็กทรอนิกส์" แม้ว่าก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์จะได้รับหลักฐานทางอ้อมเกี่ยวกับการมีอยู่ของ "น้ำแข็งอิเล็กทรอนิกส์" แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่มีใครสามารถให้ภาพของมันได้
ลวดลายปีกผีเสื้อที่แสดงด้านบนเป็นภาพถ่ายแรกของคริสตัลวิกเนอร์ที่เรียกว่าคริสตัลซึ่งประกบอยู่ระหว่างชั้นสารกึ่งตัวนำที่บางมากสองชั้น ช่องว่างระหว่างอิเล็กตรอนแต่ละตัวซึ่งสามารถมองเห็นได้ในภาพนั้นมากกว่าระยะห่างระหว่างอะตอมในแผ่นเซมิคอนดักเตอร์ประมาณ 100 เท่า
ภาพนี้ได้รับโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ พร้อมด้วยนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ จากสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น มันไม่ง่ายเลยที่จะทำ
ในการสร้าง "น้ำแข็งอิเล็กตรอน" นักฟิสิกส์ได้วางชั้นอะตอมเดี่ยวของทังสเตนไดซัลไฟด์และทังสเตนไดเซลีน (สารกึ่งตัวนำที่คล้ายคลึงกันมาก) ไว้ใกล้กันมาก เนื่องจากการกระทำของสนามไฟฟ้า ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนระหว่างชั้นทั้งสองจึงลดลง ในที่สุด การติดตั้งทั้งหมดก็เย็นลงจนเกือบเป็นศูนย์สัมบูรณ์ ในสภาวะเช่นนี้ อิเล็กตรอนจะชะลอตัวลงให้มากที่สุดและเกือบจะหยุดเคลื่อนไหว
งานสุดท้ายคือการได้ภาพมาเอง ด้วยเหตุนี้อุปกรณ์ทดลองจึงถูกปกคลุมด้วยแผ่นกราฟีน ความจริงก็คือแผ่นกราฟีนทำหน้าที่เป็นกระดาษภาพถ่ายซึ่งบันทึกตำแหน่งของอิเล็กตรอนแต่ละตัว โครงสร้างผลึกทั่วไปสะท้อนให้เห็น นี่เป็นการวัดทางอ้อม แต่ไม่ต้องสงสัยเลยว่ามันพิสูจน์การมีอยู่ของผลึก Wigner และสะท้อนถึงการปรากฏตัวของ "น้ำแข็งอิเล็กตรอน"
อ่าน:
- วิศวกรได้สร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชีวภาพที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง
- นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างโลหะชนิดใหม่ที่มีอิเล็กตรอนไหลเหมือนของเหลว