۲۲ بهمن ۱۴۰۴
به روز شده در: ۲۲ بهمن ۱۴۰۴ - ۰۱:۲۶
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.

پربیننده ترین پست همین یک ساعت اخیر
برچسب ها: فیزیکدان ، الکترون
ارسال به دوستان
ترامپ: این بار فرق می کند؛ می توانیم با ایران توافق کنیم/ احتمالا هفته آینده باز هم مذاکره خواهیم داشت کوبا: بنزین نداریم به هواپیماهای خارجی بدهیم/ سهمیه بندی: هر نفر 20 لیتر / کاهش ساعت کار بانک ها/ صف طولانی مقابل پمپ بنزین ها/ توقف کار اتوبوسرانی / لغو برگزاری نمایشگاه کتاب فرمانده کل ارتش: در آمادگی کامل هستیم بهره‌برداری از کمپرسورخانه شماره ۲ آلومینیوم المهدی/ پایان چالش تاریخی هوای فشرده پایدار، ایمن و فاقد آلودگی در قطب تولید آلومینیوم کشور/ آغاز عملیات اجرایی واحد بخار بلوک سیکل ترکیبی نیروگاه آلومینوم المهدی تا یک ماه دیگر ناهار رئیس دولت امارات برای رئیس جمهوری مصر (عکس) سخنگوی مجمع تشخیص: حجم تولید موشک‌ها طرف مقابل را پای میز مذاکره نشانده است عراقچی: اگر آمریکا در مذاکرات جدی باشد، ما نیز جدی خواهیم بود فضای پرابهام مذاکرات: آیا ایران پیشنهاد امتیازات اقتصادی به ترامپ داده است؟ محسن رضایی: ما در مذاکرات جدی هستیم کاخ سفید: ترامپ و نتانیاهو فردا چهارشنبه دیدار می کنند نسل جوان امروز جست‌و‌جوگر و معترض است، هر حرفی را نمی پذیرد- جوادی حصار یادداشتی بر بزرگداشت اسفندیار شهیدی مسابقه بین المللی تیم‌ های ویژه‌ پلیس در امارات/ ببینید تیم زنان چین چطور مردان هند را شکست می دهد لاریجانی: موضوع مذاکرات فقط هسته‌ای است شوک به پورتو و تیم ملی اسپانیا؛ رباط صلیبی سامو پاره شد