物理学家制作了有史以来第一张图片 维格纳晶体 – 在另一种完全由电子组成的材料中具有奇怪细胞结构的材料。
90多年前,著名物理学家尤金维格纳用数学证明,在极低的温度和一些其他因素下,电子的运动可以减慢。 同时,它们的自然排斥——带相同电荷的粒子相互排斥——会将它们的结构分布成一种特殊的“冻结”形式,从而产生所谓的“电子冰”。 尽管科学家们此前已经收到了“电子冰”存在的间接证据,但直到现在还没有人能够提供它的图像。
上面显示的蝴蝶翅膀图案是第一张夹在两个非常薄的半导体层之间的所谓维格纳晶体的照片。 在图像中可以看到,单个电子之间的空间比半导体片中原子之间的距离大大约 100 倍。
该图像是由加州大学伯克利分校的研究人员以及来自美国和日本的其他科学家获得的。 这并不容易。
为了形成“电子冰”,物理学家将二硫化钨和二硒化钨(两种非常相似的半导体)的单原子层非常靠近地放置在一起。 由于电场的作用,两层之间的电子密度降低。 最后,整个装置冷却到几乎绝对零。 在这种情况下,电子尽可能地减速,几乎停止运动。
最后一项任务是获取图像本身。 为此,实验装置覆盖有一片石墨烯。 事实上,石墨烯片就像相纸,上面记录了单个电子的位置。 典型的晶体结构在其上得到体现。 这是一种间接测量,但无疑证明了维格纳晶体的存在,反映了“电子冰”的出现。
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