Исследователи из Массачусетского технологического института полагают, что наконец зарегистрировали процесс квантового плавления, подтвердив теорию, которая была создана более восьмидесяти лет назад.
Идея электронного кристалла была впервые предложена в 1934 году венгерско-американским физиком Юджином Вигнером. Электроны, будучи заряжены отрицательно, отталкиваются друг от друга. Вигнер предположил, что для переохлажденных электронов при низкой плотности их взаимные силы отталкивания должны действовать как своего рода строительные леса, держа электроны вместе, но на определенном расстоянии друг от друга — так образуется электронный кристалл. Такое расположение и структура должны превратить металл в изолятор, а не электрический проводник.
Интересно, что авторы работы из Массачусетского института не ставили целью наблюдать плавление квантового кристалла — они просто хотели провести исследования двумерного электронного газа.
В их методе исследования использовались сотни тысяч коротких электрических импульсов для исследования двумерного слоя электронов в полупроводниковом материале, охлажденном до 25 мК. Ученые обнаружили резкий «всплеск» в данных энергии колебания электронов. По мере увеличения плотности электронов пик вырос, а затем исчез полностью. Это произошло ровно при той плотности электронов, при которой, по прогнозам исследователей, электронный кристалл должен был расплавиться.
Электроны, которые сформировали кристаллическую структуру через их квантовые взаимодействия, просто «расплавились» в более разупорядоченную «жидкость» при повышении их плотности. Теоретически посредством изменения структуры кристалла Вигнера можно управлять электронными устройствами.
Статья опубликована в журнале Nature Physics
Источник: chrdk.ru
