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

Vědci navrhují vzorky tekutých krystalů s vlastním pohonem

Nový výzkum ukazuje, že pohyb tekutých krystalů lze použít k nasměrování vývoje autonomních materiálů, které dokáží snímat vstupy, zesilovat signály a dokonce vypočítávat informace....

Činnosti v rizikových kruzích mozku mohou předpovídat změny cen akcií

Podle Společnost pro neurovědy 8. března 2021 Celý mozek potvrzuje, že aktivita v predikovaných oblastech předpovídá směr a skloňování ceny akcií. Nahoře, směr ceny akcií:...

Nenásytná poptávka po konopí vytváří obrovskou uhlíkovou stopu

Emise skleníkových plynů z životního cyklu pěstování konopí modelované v USA po celém světě Uznání: Hailey Summers / Colorado State University Vědci z Colorado State...

Hubble objevil nádhernou hvězdnou školku

po Evropská kosmická agentura / Hubble 8. března 2021 AFGL 5180, školka krásných hvězd v souhvězdí Blíženců (Gemini), byla zachycena Hubbleovým kosmickým dalekohledem. Poděkování: ESA /...

Biologové a matematici z MIT odhalují, jak se vajíčka tak zvětšují

Zasunuté ošetřovatelské buňky ovocných mušek vytlačují jejich obsah do velké vaječné buňky. Uznání: Jasmine Imran Elsus Růst vajec závisí na fyzikálních jevech, které brání...

Newsletter

Subscribe to stay updated.