Investigadores de ETH Zürich han observado un cristal compuesto exclusivamente por electrones

Investigadores de ETH Zürich han observado un cristal compuesto exclusivamente por electrones

ETH Zürich researchers have observed a crystal composed exclusively of electrons

Un equipo de investigadores de ETH Zürich pudo observar un cristal único. Los científicos de ETH Zürich han anunciado que han observado con éxito un cristal compuesto completamente por electrones. Los cristales se conocen como cristales de Wigner y se teorizaron por primera vez hace casi 90 años, pero solo ahora se observaron directamente en un material semiconductor.

A diferencia de los cristales normales, el cristal el equipo creado está formado exclusivamente por electrones. Al producir el cristal, el equipo ha confirmado una predicción teórica descrita como un tipo de Santo Grial en la física de la materia condensada. En 1934, Eugene Wigner teorizó que los electrones en un material teóricamente podrían organizarse en patrones regulares y cristalinos debido a la repulsión eléctrica mutua.

Wigner teorizó esto porque si la energía de repulsión eléctrica entre electrones es mayor que su energía de movimiento, los electrones se ordenan de tal manera que su energía total sea lo más pequeña posible. A lo largo de las décadas, la predicción siguió siendo teórica, ya que los cristales de Wigner solo pudieron formarse en condiciones extremas, incluidas bajas temperaturas y con una cantidad muy pequeña de electrones libres en el material.

En su investigación, los científicos superaron esos obstáculos mediante el uso de una capa fina de material semiconductor llamada diselenuro de molibdeno, de solo un átomo de espesor. Con el material de un solo átomo de espesor, los electrones solo pueden moverse en un plano. El número de electrones libres se varió aplicando un voltaje a dos electrodos de grafeno transparentes entre los que estaba intercalado el semiconductor.

El aparato se enfrió a unos pocos grados por encima del cero absoluto. Una vez finalizado el proceso, se calculó que la separación de electrones rondaba los 20 nanómetros, lo que imposibilitaba su resolución con el microscopio. El equipo hizo visible la disposición regular de electrones utilizando luz de una frecuencia particular para excitar excitones en una capa semiconductora. Su trabajo condujo a la observación directa de los cristales de Wigner por primera vez.

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