۰۲ آذر ۱۴۰۳
به روز شده در: ۰۲ آذر ۱۴۰۳ - ۱۴:۰۳
فیلم بیشتر »»
کد خبر ۹۱۶۸۸۴
تاریخ انتشار: ۱۴:۳۲ - ۱۹-۰۸-۱۴۰۲
کد ۹۱۶۸۸۴
انتشار: ۱۴:۳۲ - ۱۹-۰۸-۱۴۰۲

فیزیک‌دانان برای اولین بار الکترون‌ها را در یک کریستال سه‌بُعدی به دام انداختند

فیزیک‌دانان برای اولین بار الکترون‌ها را در یک کریستال سه‌بُعدی به دام انداختند
فیزیک‌دانان دانشگاه «ام‌آی‌تی» در پژوهش جدیدی، برای اولین بار الکترون‌ها را در یک کریستال سه‌بُعدی به دام انداختند و معتقدند که نتایج این پژوهش، روزنه‌ای را به سوی کاوش ابررسانایی و دیگر حالات الکترونیکی عجیب در مواد سه‌بُعدی باز می‌کند.

الکترون‌ها در سراسر یک ماده رسانا مانند مسافرانی که در ساعت اوج شلوغی منهتن سفر می‌کنند، در حرکت هستند. ذرات باردار ممکن است تکان بخورند و به هم برخورد کنند اما در بیشتر موارد آنها هنگام حرکت به سمت جلو، به الکترون‌های دیگر که هر کدام با انرژی خاص خود حرکت می‌کنند، اهمیتی نمی‌دهند.

به گزارش ایسنا، اما وقتی الکترون‌های یک ماده کنار هم گیر می‌افتند، می‌توانند دقیقا در همان حالت انرژی قرار بگیرند و رفتار یکسانی را نشان دهند. این حالت جمعی و زامبی‌مانند در فیزیک به عنوان یک «باند مسطح» الکترونیکی شناخته می‌شود و دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند که وقتی الکترون‌ها در این حالت هستند، می‌توانند اثرات کوانتومی الکترون‌های دیگر را احساس کنند و به روش‌های هماهنگ و کوانتومی عمل کنند.

سپس، رفتارهای عجیب مانند ابررسانایی و شکل‌های منحصربه‌فرد مغناطیس ممکن است ظاهر شوند.

اکنون فیزیک‌دانان دانشگاه «ام‌آی‌تی»(MIT) با موفقیت الکترون‌ها را در یک کریستال خالص به دام انداخته‌اند. این اولین بار است که دانشمندان به یک باند مسطح الکترونیکی در یک ماده سه‌بعدی دست یافته‌اند. همچنین آنها با برخی دستکاری‌های شیمیایی نشان دادند که می‌توانند کریستال را به یک ابررسانا تبدیل کنند؛ ماده‌ای که الکتریسیته را با مقاومت صفر هدایت می‌کند.

حالت به دام افتادن الکترون‌ها به لطف هندسه اتمی کریستال امکان‌پذیر است. کریستالی که فیزیک‌دانان تولید کردند، دارای آرایشی از اتم‌هاست که به الگوهای سبدبافی ژاپنی شباهت دارد. در این هندسه ویژه، پژوهشگران دریافتند که الکترون‌ها به جای پریدن بین اتم‌ها، به دام می‌افتند و در همان باند انرژی مستقر می‌شوند.

پژوهشگران می‌گویند که این حالت باند مسطح را می‌توان تقریبا با هر ترکیبی از اتم‌ها تحقق بخشید تا زمانی که آنها در این هندسه سه‌بعدی الهام‌گرفته از سبدبافی مرتب شده باشند. نتایج این پژوهش، راه جدیدی را برای دانشمندان فراهم می‌آورند تا حالت‌های الکترونیکی کمیاب را در مواد سه‌بعدی کشف کنند.

این مواد ممکن است روزی برای فعال کردن خطوط برق فوق کارآمد، بیت‌های کوانتومی اَبَررایانه و دستگاه‌های الکترونیکی سریع‌تر و هوشمندتر بهینه‌سازی شوند.

«جوزف چکلسکی»(Joseph Checkelsky) دانشیار فیزیک دانشگاه ام‌آی‌تی و از پژوهشگران این پروژه گفت: اکنون که می‌دانیم می‌توانیم یک باند مسطح از این هندسه بسازیم، انگیزه زیادی برای مطالعه کردن ساختارهای دیگری داریم که ممکن است فیزیک جدیدی داشته باشند و بستری برای فناوری‌های جدید محسوب شوند.

این پژوهش در مجله «Nature» به چاپ رسید.

برچسب ها: فیزیکدان ، الکترون
ارسال به دوستان
محمد نزال عضو ارشد حماس: انتظار نمی‌رود مذاکرات غزه در صورت از سرگیری به نتیجه‌ای برسد می گویند «تحریم مهم نیست!» ؛ از جیب کی مهم نیست؟ (فیلم) درمان بیماری ایدز در کشور رایگان است بازداشت نگهبان سفارت آمریکا در نروژ به اتهام جاسوسی برای ایران و روسیه سردار سلامی: شریان‌ اقتصادی اسرائیل باید از زمین و دریا قطع شود واکنش عضو کمیسیون امنیت ملی به قطعنامه شورای حکام: ملاحظات هسته‌ای را کنار بگذاریم / هرچه تهدیدات بیشتر باشد، بهره مندیمان بیشتر می شود  علی لاریجانی مطرح کرد / اعلام آمادگی ایران برای توافق جدید هسته ای با ترامپ ماشین انسان‌شویی ساخته شد! واژگونی اتوبوس در جاده زاهدان به زابل با ۲۸ حادثه‌دیده و ۴ مصدوم موز چسب‌ خورده روی دیوار ۶.۲ میلیون دلار در حراجی فروخته شد موشک‌های ویژه حزب‌الله فراتر از تل‌آویو را هدف قرار دادند/ انهدام تانک مرکاوای ارتش اشغالگر کدام سامانه مرجع اصلی اطلاعات مکانی و سکونتی افراد است؟ وزیر علوم: در چند سال اخیر، ۲۵ درصد از استادان دانشگاه مهاجرت کرده‌اند /بسیاری به خاطر معیشت می روند پیش بینی آب و هوا در هفته آینده/ آغاز بارش‌ ها از دوشنبه با ورود سامانه جدید تصویب ۱۲۴ هزار میلیارد تومان طرح برای محرومیت‌زدایی از سیستان و بلوچستان