Физики впервые сняли молекулярный «электронный лед»
Ученые долго не могли получить изображения молекулярного электронного льда, потому что используемые методики разрушали объект исследования. Та же группа, что доказала существование электронного кристалла, придумала способ модифицировать сканирующий электронный микроскоп и получила первые изображения молекулы Вигнера.
Электроны обычно движутся сквозь материалы так быстро, что не образуют ни с чем связей. В 1930-х годах физик Юджин Вигнер (Eugene Wigner) предсказал, что электроны могут быть приведены в неподвижное состояние при низкой плотности и температурах, образуя «электронный лед», он же — Вигнеровский кристалл.
В 2021 году в Беркли (США) исследовательские группы под руководством Фэна Ванга (Feng Wang) и Майкла Кромми (Michael Crommie) доказали существование таких электронных кристаллов. Теперь те же ученые получили изображения новой квантовой фазы твердого электронного тела — молекулярного Вигнеровского кристалла. Результаты научной работы опубликованы в журнале Science.
Обычные Вигнеровские кристаллы образуют соты с упорядоченным расположением электронов. В молекулярных Вигнеровских кристаллах создаются высокоупорядоченные структуры из искусственных «молекул», каждая из которых состоит из двух или более электронов.
Долгие годы ученые пытались получить прямые изображения молекулярного Вигнеровского кристалла. Это оказалось сложной задачей, потому что молекулярный электронный лед разрушался при попытке его запечатлеть. Наконечник сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), с помощью которого можно получить нужные изображения, разрушал электронную конфигурацию материала.
В новом исследовании ученые из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли решили эту проблему. Они разработали метод, сводящий к минимуму электрическое поле, создаваемое наконечником СТМ. С помощью этой модификации исследователи смогли снять деликатную электронную структуру молекулярного Вигнеровского кристалла.
Для экспериментов ученые разработали наноматериал под названием «скрученная дисульфид-вольфрамовая (tWS2) сверхрешетка муарового типа». Сперва они создали двухслойный дисульфид вольфрама (WS2) со слоями, уложенными друг на друга с углом поворота 58 градусов. Затем их положили на гексагональный нитрид бора (hBN) толщиной 49 нанометров и графитовый затвор.
Применив свою СТМ-технику, физики обнаружили, что легирование сверхрешетки tWS2 электронами заполняет каждую ячейку шириной 10 нанометров всего двумя или тремя электронами. В результате эти заполненные ячейки сформировали массив электронных молекул муарового типа по всей сверхрешетке, что привело к образованию молекулярного Вигнеровского кристалла.
«Низкие температуры вместе с энергетическим потенциалом, созданным сверхрешеткой tWS2, локально удерживают электроны», — объяснил Ванг.
В дальнейшем Ванг, Кромми и их команда планируют применить свою технику СТМ для более глубокого изучения этой новой квантовой фазы и поиска возможных применений, которые она может открыть.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые впервые охарактеризовали «темное» электронное состояние в светочувствительном фрагменте зеленого флуоресцентного белка. Химически изменив этот фрагмент, авторы целенаправленно «выключили» его свечение: в возникшем темном состоянии молекула не излучает свет, а накапливает энергию ультрафиолета, чтобы затем безопасно от нее избавиться. Защитный механизм запускается за рекордно короткое время — благодаря сверхбыстрой перестройке электронов и ядер молекула избегает разрушения под внешним излучением. Открытие будет полезно для разработки нового поколения солнцезащитных материалов и покрытий с программируемой фотостабильностью.
Высота космической орбиты — это не просто удаление от поверхности Земли. Она позволяет выполнять полетные задания, недоступные для других орбит. Какими бывают высокие околоземные орбиты, что они дают спутникам и как обеспечивают им необычные условия для работы, рассказываем в нашем новом материале.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Во всем мире во всех человеческих культурах около 90% людей пользуются преимущественно правой рукой. Такое поразительное единство практически всего человечества не имеет аналогов среди приматов и до сих пор остается эволюционной загадкой. Ученые проанализировали данные о более чем двух тысячах человекообразных обезьянах и выяснили, когда и почему праворукость стала популяционной тенденцией.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии