Фізики зробили перше в історії зображення кристала Вігнера – матеріалу з дивною стільниковою структурою всередині іншого матеріалу, що повністю складається з електронів.
Понад 90 років тому відомий фізик Юджин Вігнер математично довів, що при дуже низькій температурі і деяких інших факторах рух електронів можна уповільнити. При цьому їх природне відштовхування – частки з однаковим електричним зарядом відштовхуються одна від одної – розподілить їх структуру в особливу «застиглу» форму, створивши так званий «електронний лід». Хоча вчені раніше отримували непрямі докази існування «електронного льоду», досі нікому не вдавалося надати його зображення.
Візерунок у вигляді крил метелика, показаний вище, є першою фотографією так званого кристала Вігнера, затиснутого між двома дуже тонкими напівпровідниковими шарами. Простір між окремими електронами, яке можна побачити на зображенні, приблизно в 100 разів більше відстані між атомами в напівпровідниковому аркуші.
Зображення отримали дослідники з Каліфорнійського університету в Берклі разом з іншими вченими з США і Японії. Зробити це було непросто.
Щоб сформувати «електронний лід», фізики помістили поодинокі атомні шари дисульфіду вольфраму і диселену вольфраму (два дуже схожих напівпровідника) дуже близько один до одного. За рахунок дії електричного поля відбулося зменшення електронної густини між двома шарами. Нарешті, вся установка була охолоджена до майже абсолютного нуля. В таких умовах електрони максимально сповільнилися і майже перестали рухатися.
Останнім завданням було отримати саме зображення. Для цього експериментальний пристрій накрили листом графену. Річ у тому, що листи графену діють як фотопапір, на якій фіксується положення окремих електронів. На ньому і відбилася типова структура кристалів. Це непряме вимірювання, але воно, безсумнівно, доводить існування кристалів Вігнера і відображає вид «електронного льоду».
Читайте також:
Leave a Reply