Физики впервые поймали электроны в 3D-кристалл⁠⁠

Электроны движутся через проводящий материал, подобно пассажирам поездов в разгар часа пик. Заряженные частицы могут толкаться и сталкиваться друг с другом, но по большей части им нет дела до других электронов, поскольку они несутся вперед, каждый со своей собственной энергией.

Но когда электроны материала оказываются в ловушке вместе, они могут перейти в одно и то же энергетическое состояние и вести себя как единое целое. В физике это состояние известно как электронная "плоская полоса". Ученые предсказывают, что когда электроны находятся в таком состоянии, они могут начать ощущать квантовые эффекты других электронов и действовать скоординированными квантовыми способами. Тогда может проявиться экзотическое поведение, такое как сверхпроводимость и уникальные формы магнетизма.

Физики из Массачусетского технологического института успешно захватили электроны в чистый кристалл. Впервые ученым удалось создать плоскую электронную полосу в трехмерном материале. С помощью некоторых химических манипуляций исследователи также показали, что они могут превратить кристалл в сверхпроводник — материал, который проводит электричество с нулевым сопротивлением.

Атомная геометрия кристалла делает возможным состояние захваченных электронов. Синтезированный физиками кристалл имеет расположение атомов, напоминающее плетеные узоры в "кагоме", японском искусстве плетения корзин. В этой специфической геометрии исследователи обнаружили, что электроны были "заключены в клетку", а не прыгали между атомами и располагались в одной и той же энергетической полосе.

Подробнее: https://phys.org/news/2023-11-physicists-electrons-3d-crysta...