Vědci zachycují elektrony a vytvářejí nepolapitelný krystal s dlouhou hypotézou

Výzkumníci společnosti Cornell shromáždili dvourozměrné polovodiče, aby vytvořili strukturu zvrásněného supernatantu, který zachycuje elektrony v opakujícím se vejci a nakonec vytvoří dlouho předpokládaný Wignerův krystal. Půjčka: Cornell University

Stejně jako úzkostné děti, které představují pro rodinný portrét, elektrony nebudou držet dostatečně dlouho, aby zůstaly v jakémkoli pevném uspořádání.

Spolupráce pod vedením Cornella nyní vyvinula dvourozměrný příklad zachycování elektronů do pasti, která tvoří speciální dlouhý krystal.

Práce týmu „Interconnected Isolation States in the Moiré Superlattices Fractional Additions“, publikovaná v roce 2020. 11. listopadu Příroda:Hlavním autorem novin je postgraduální výzkumník Ian Sun.

Program byl vyvinut na Fakultě umění a věd, docentem fyziky, Kin Fi Maki և Engineering Շ Shan, profesorem fyziky aplikovaného inženýrství na College of Engineering, ve společné laboratoři spoluautorů novin. Oba vědci jsou členy Cavalli Institute of Nanoscale Canel Science. Přišli do Cornellu z iniciativy Novosti scale և Micro Systems Engineering (Next Nano).

Elektronový krystal poprvé předpověděl v roce 1934 teoretický fyzik Eugene Wigner. Navrhl, že když negativní náboj ze záporně nabitých elektronů převládá nad kinetickou energií elektronů, vytvoří se krystal. Vědci zkoušeli různé způsoby, jak tuto kinetickou energii potlačit, například umístění elektronů pod extrémně velké magnetické pole, asi milionkrát větší než magnetické pole Země. Úplná krystalizace zůstává nejasná, ale Cornellov tým objevil nový způsob, jak toho dosáhnout.

„Elektrony jsou kvantově mechanické. „I když jim nic neuděláš, neustále se samy pohybují.“ „Elektronový krystal má ve skutečnosti sklon jen tát, protože je tak obtížné opravit elektrony, které jsou pravidelně ukládány.“

Řešením výzkumníků proto bylo vybudovat skutečnou past – dvě polovodičové monovrstvy, disulfid wolframu (WS2) a diselenid wolframu (WSe2), pěstované partnery. Columbia UniversityKaždá vrstva má mírně odlišnou mřížkovou konstantu. Spolu se Společně tvoří chlupatou supergranulární strukturu, která v podstatě připomíná hexagonální síť. Vědci později umístili elektrony na konkrétní místa ve vzorku. Jak bylo zjištěno dříve v návrhu, energetická bariéra mezi místy blokuje elektrony na místě.

„Můžeme řídit průměrnou aktivitu elektronů v určitém molekulárním prostoru,“ řekl Mack.

Vzhledem ke složitosti pochmurného supravodiče v kombinaci se šokující povahou elektronů a nutnosti uvést je do velmi zvláštního uspořádání se vědci obrátili na Veit Elser, spoluautora článku, který vypočítal poměr zaměstnanosti, kterým se různá elektronová uspořádání samokrystalizují.

Výzvou pro Wignerovy krystaly však není jen vytvářet je, ale také je prohlížet.

„Abyste vytvořili elektronový krystal, musíte dosáhnout správných podmínek; zároveň jsou křehké,“ řekl Mack. „Potřebují dobrý způsob vyšetřování. Opravdu nechcete být frustrovaní, pokud nemůžete dosáhnout správné výšky tónu, takže investujte do dobrého kapodastra.

Tým vyvinul novou techniku ​​optického snímání, při které je optický senzor umístěn vedle vzorku և celá struktura je umístěna mezi izolačními vrstvami hexagonálního nitridu boru և vyvinuta spolupracovníky Národního institutu materiálových věd v Aponii. Protože je senzor asi dva nanometry od vzorku, nezasahuje to do systému.

Nová technologie umožnila týmu zobrazit více elektronových krystalů v různých krystalických poměrech, od trojúhelníkových mřížkových Wignerových krystalů po krystaly, které jsou samy uspořádány do linií a ploch. Tím ukázal, jak velmi jednoduché komponenty mohou tvořit složité vzory, pokud komponenty sedí dostatečně dlouho.

Odkaz. „Propojené státy izolace ve zlomkových přírůstcích Muerových šňůr“ Ian Xu, Song Liu, Daniel A. Rhodes, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Hayes Hoon, Wate Elser, Kin Faye McGuie Shan, 11. listopadu 2020, Příroda:,
DOI: 10.1038 / s41586-020-2868-6:

Příspěvek je spoluautorem výzkumníků z Columbia University ազգային National Institute of Materials Science v Col Aponia.

Výzkumné և zařízení bylo podporováno americkým ministerstvem energetiky, americkým úřadem pro námořní výzkum և Davidem և Lucille Packard stipendia.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Objeven vzácný supravodič – může být rozhodující pro budoucnost kvantové práce na počítači

Výzkum vedený Kentem a laboratoří STFC Rutherford Appleton Laboratory vedl k objevu nového vzácného topologického supravodiče LaPt3P. Tento objev může mít velký význam pro...

Mimořádný příklad toho, jak voda a led mohou formovat zemi

29. května 2021 Jedna z největších delt na světě je pozoruhodným příkladem toho, jak voda a led mohou formovat pevninu. Delta Yukon-Kuskokswim je jednou z největších...

Prehistorický typ člověka, který byl dříve vědě neznámý

Statická lebka, dolní čelist a temenní pravopis. Fotografický kredit: Tel Avivská univerzita Dramatický objev během izraelských vykopávek Objev nové homo skupiny v této oblasti, která...

Jak vznikla supermasivní černá díra

Výzkum vedený Kalifornskou univerzitou, Riverside poukázal na semeno černé díry vytvořené zhroucením halo temné hmoty. Supermasivní černé díry neboli SMBH jsou černé díry s hmotností...

MIT dosahuje významného pokroku směrem k plné implementaci kvantového výpočtu

Nastavitelná spojka může zapnout a vypnout interakci qubit-qubit. Nežádoucí, zbytkové (ZZ) interakce mezi dvěma qubity jsou eliminovány použitím vyšších úrovní energie v konektoru....

Newsletter

Subscribe to stay updated.