Що таке вігнеровскіе кристали, і в чому їх унікальність

0
59

Ще в минулому столітті фізик-математик юджин вігнер припустив існування твердої матерії, зовні нагадує кристалічну решітку. Правда, вона повинна була складатися виключно з негативно заряджених частинок. І тільки в 2021 році вчені змогли довести його теоретичний прогноз, висунутий 90 років тому, і створити кристали вігнера. Нижче ми розповімо, що вони з себе представляють.

З чого зроблені невловимі кристали

Вчені і раніше намагалися створити такі кристали, але тоді їх спроби провалилися. Щоб утворити таке тверде тіло, фізик фен ванг зі своєю командою сконструював апарат, що містить найтонші шари двох напівпровідникових матеріалів: дисульфіду вольфраму і диселеніду вольфраму. Потім вчені застосували електричне поле, щоб створити необхідну щільність заряджених частинок.

фото: atomic-energy.ru

Про те, як був створений новий вид електронного татуювання, читайте тут.

Зазвичай заряджені частинки швидко переміщаються, тому на них особливо не впливає відштовхування. Але якщо уповільнити рух електронів, то відштовхування стане явним. Далі потрібно було придумати, як мінімізувати їх енергію. З чим вчені прекрасно впоралися: вони сповільнили рух електронів за допомогою їх охолодження. На руку також зіграло невідповідність між напівпровідниковими шарами. Справа в тому, що атоми в кожному з них знаходяться на невеликій відстані один від одного, тому, коли їх з’єднали, вийшов так званий «муаровий візерунок». Завдяки йому створюються області з дещо меншою енергією.

фото: hi-news.ru

Хитрість з графеном

Для того щоб побачити вігнерівський кристал, вчені використовували спеціальний мікроскоп. У ньому металевий наконечник сприяв створенню електричного струму. Пізніше ванг зізнався, що спочатку отримати зображення за допомогою цього мікроскопа не вдалося. Проблема була якраз з електричним струмом: він зруйнував крихкий кристал. Тому, щоб усунути це непорозуміння, команда додала графен, за допомогою якого і отримали зображення.

фото: tatiana bulyonkova / flickr.com

тут.