۱۸ آبان ۱۴۰۳
به روز شده در: ۱۸ آبان ۱۴۰۳ - ۰۹:۴۱
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
کامالا هریس؛ شکست به خاطر اروپایی‌بازی/ 60 سال قبل در تهران: ترور نخست‌وزیر به دلیل آمریکایی‌بازی؟! هواشناسی: بارش پراکنده و وزش باد در برخی استان‌ها کلاس‌ درس دانش‌آموزان اتباع جداسازی نمی شوند پوتین پس از پیروزی ترامپ او را «شجاع» توصیف کرد انصراف ماکرون و شولتس از شرکت در کوپ۲۹ / چرا رهبران کشورهای غربی در نشست باکو شرکت نمی‌کنند؟ اسرائیل در تدارک حمله به عراق است فواد حسین: عراق میدان نبرد ایران و آمریکا نیست / ایران از عراق به اسرائیل حمله نمی‌کند امروز با حافظ: گُل به بویِ تو بر تن چو صبح جامه درید برای پزشکیان، زپلشک آمد و... نور روز خطر ابتلا به افسردگی را تا ۲۰ درصد کاهش می‌‌دهد قرص ویتامین E را چند روز یکبار بخوریم؟ سوسک دایناستید شاخ‌دار؛ سوسک شاخدار ۱۷ سانتیمتری که ۷۰۰ میلیون تومان قیمت دارد(+عکس) قدیمی ترین کشتی های نظامی که همچنان خدمت می‌کنند(+عکس) یک دنیا خواص باورنکردنی زیره سبز برای درمان و لاغری درمان نفخ شکم با این گیاه دارویی