【科学大观园杂志】物理学家发现了物质新状态，一个偶然的机会
文章图片
研究人员ArunBansil（左）和SwastikKar在偶然间发现了一种操控电荷的新方法 。
人类对电荷的研究已经超过千年 。 这些研究成果塑造了人类的现代文明 。 《纳米尺度》杂志报道 ， 美国东北大学的物理学家发现了一种操纵电荷的新方法 。 这有可能对未来技术的发展产生巨大影响 。 物理学副教授SwastikKar说：“新发现有可能会改变科学家检测、传输 ， 以及存储信号、信息的方式 。 ”
电子的移动、操控和存储是大多数现代技术的关键 。 在Kar等的实验中 ， 研究人员让电子做了一些全新的事情——均匀分布成固定的晶体结构 。 Kar解释说：“这几乎可以称作物质的新相态 ， 它完全是由电子组成的 。 ”
研究人员在进行二维晶体材料实验时 ， 偶然发现了这种“新相态” 。 二维晶体材料是由重复的原子图案构成的 ， 它就像一个超薄的无边界棋盘 ， “电子棋子”只能在棋盘中移动 。 受量子水平相互作用的影响 ， 超薄二维材料的叠加会产生异乎寻常的效果 。
Kar等在研究硒化铋和过渡金属硫族化合物的叠加效果时 ， 有了意外的发现：本应相互排斥的电子 ， 形成了固定斑图 。 Kar说：“在材料中好像形成了一种共享电子的方式 ， 并最终形成了几何周期的晶格 。 ”
由于二维材料的晶体结构尺寸太小 ， 无法直接观察 ， 研究人员使用特殊的显微镜向其发射了电子束 。 电子通过叠层材料时 ， 相互作用形成了一种斑图 ， 特定斑图可以用于重构二维材料的形状 。 当结果显示出第三层图斑不可能来自另外两层时 ， Kar认为是材料的制造或者测量过程出了问题——他们此前曾在极低温度下观测到过类似现象 。 然而 ， 这次的观测是在室温下进行的 。 Kar说：“苹果树上可能结出芒果吗？我们觉得肯定有地方不对劲了 。 ”
在博士生ZachariahHennighausen的带领下 ， 研究人员反复进行了多次测试实验 ， 然而结果仍然是相同的：二维材料层间出现了新的晶格状电斑 ， 并且斑图会随着夹层方向的改变而产生变化 。
在Kar团队进行实验研究时 ， 物理学教授ArunBansil和博士生ChistopherLane对“意外斑图”进行了理论研究 。 Bansil解释道 ， 当电子被带正电荷的原子核吸引 ， 被带负电荷的电子排斥时 ， 会不停地弹来弹去 。 但在Kar团队的实验中 ， 电荷独特的排列方式将电子聚集成了特定斑图 。 这是量子力学和物理因素共同作用的结果 。
【【科学大观园杂志】物理学家发现了物质新状态，一个偶然的机会】虽然研究人员对这一现象的认识还处于初级阶段 ， 但它很有可能影响电子、传感、探测和信息处理系统的未来发展进程 。
原创编译：雷鑫宇审稿：阿淼责编：唐林芳
期刊来源：《纳米尺度》
期刊编号：2040-3364
原文链接：https://phys.org/news/2020-02-physicists-accidentally-state.html
中文内容仅供参考 ， 一切内容以英文原版为准 。 转载请注明来源 。
推荐阅读
- 「老郭说军事」中科院院士，因支持一个数百亿项目备受争议，他是归国的科学家
- #家族企业杂志#2020年一季度大类资产收益表现短评
- [影视微视界]全程保护小心翼翼，衣服一点暴露也不许有，小S晒照陪女儿拍杂志
- 中外管理杂志@直播电商的趋势是什么？，从罗永浩进场到薇娅卖火箭
- 「趣说科学」长46米！，找到外星人了？NASA公布的照片上疑似出现建筑物
- 疫情催促生命科学领域国际合作 无锡创新园复工已逾90%
- 鲁信创投■60余家创投机构代表参加新能源与先进制造专场路演活动中国科协科学技术传播中心
- 『汽车杂志TB』不会唱情歌的低音皇不是JL AUDIO C7
- 『伯仲谈』月球上存在近百吨的垃圾？这些垃圾是谁留下的？科学家给出了答案
- 【科学技术宅六六】低配用国产、中配混用、高配用三星！，华为P40系列屏幕差距较大