Unerwartet für alle haben Wissenschaftler einen neuen Weg gefunden, um elektrische Ladung zu manipulieren. Die Studie wurde als “neue Phase der Materie” bezeichnet. Der Effekt wurde vom Wissenschaftler Swastik Kar, Associate Professor für Physik an der Northeastern University (USA), entdeckt.
'Dies ist die Grenze unserer Vorstellungskraft! Die Entdeckung könnte die Art und Weise ändern, wie Signale erkannt und übertragen werden. Darüber hinaus kann es die Art und Weise verändern, wie wir Dinge wahrnehmen, Informationen und Möglichkeiten speichern, über die wir möglicherweise nicht einmal nachgedacht haben. '
Der Punkt ist, dass die Fähigkeit, Elektronen zu bewegen, zu manipulieren und zu speichern, der Schlüssel für die überwiegende Mehrheit der modernen Technologie ist. In einem neuen Artikel, der in der Nanoscale-Ausgabe veröffentlicht wurde, beschrieben die Forscher einen Weg, Elektronen dazu zu bringen, etwas völlig Neues zu tun – sich gleichmäßig in einem stationären Kristallmuster zu verteilen.
„Ich möchte sagen, dass dies fast wie eine neue Phase der Materie ist. Es ist komplett elektronisch.
Das Phänomen begann, als Forscher mit kristallinen Materialien experimentierten, die nur wenige Atome dick waren und als zweidimensionale Materialien bekannt sind.
Solche Materialien sind in einem sich wiederholenden Muster von Atomen aufgebaut, so dass sich ihre dünnen Elektronen nur in zwei Dimensionen bewegen können. Das Stapeln dieser ultradünnen Materialien kann seltsame Effekte erzeugen, da die Schichten auf Quantenebene interagieren.
Das Team von Professor Kar untersuchte zwei solcher zweidimensionalen Materialien: Wismutselenid und Übergangsmetalldichalkogenid, die wie Papierblätter übereinander gestapelt sind. Als Ergebnis der Experimente entdeckten sie etwas wirklich Seltsames.
Die Elektronen müssen sich gegenseitig abstoßen, weil sie negativ geladen sind und sich von anderen negativ geladenen Dingen entfernen. Dies war jedoch nicht das, was die Elektronen in diesen Schichten taten, sondern sie bildeten stattdessen eine stationäre dritte Struktur.
'In bestimmten Winkeln scheinen diese Materialien eine Möglichkeit zu bilden, ihre Elektronen zu teilen, die letztendlich in regelmäßigen Abständen dieses geometrische Gitter bilden. Wir erhalten eine perfekt wiederholbare Anordnung von reinen Elektronenbündeln, die zwischen zwei Schichten liegen. '
Das Team ging zunächst davon aus, dass das Ergebnis ein Fehler war. Die Kristallstrukturen zweidimensionaler Materialien sind zu klein, um auf diese Weise beobachtet zu werden, weshalb Physiker spezielle Mikroskope verwenden, die Elektronenstrahlen anstelle von Licht emittieren. Wenn Elektronen ein Material passieren, interferieren sie miteinander und erzeugen ein Muster.
Mithilfe komplexer Mathematik und dieses spezifischen Musters versuchten die Wissenschaftler, die Form eines zweidimensionalen Materials wiederherzustellen. Als das resultierende Muster eine dritte Schicht enthüllte, die in keiner der beiden anderen Schichten auftreten konnte, nahm der Forscher an, dass während der Erstellung des Materials oder während der Messung ein Fehler aufgetreten war.
Trotz der Tatsache, dass ähnliche Phänomene früher beobachtet wurden, war dies nur bei extrem niedrigen Temperaturen, während die Beobachtungen der Forscher bei Raumtemperatur waren. Nach wiederholten Tests und Experimenten der Doktorandin Zacharia Hennigausen blieben die Ergebnisse jedoch unverändert.
So erschien in zweidimensionalen Materialien ein neues Bild von geladenen Punkten in Form eines Gitters. Und dieses Bild hat sich in Anbetracht der Ausrichtung der obigen Schichten geändert. Arun Bansil, ein angesehener Professor für Physik an der Northeastern University, glaubt, dass dieses Phänomen durch die Tatsache verursacht wird, dass die Elektronen im Material ständig abprallen:
Dies liegt daran, dass sie von den positiv geladenen Kernen der Atome angezogen und von anderen negativ geladenen Elektronen abgestoßen werden. In diesem Fall liegt jedoch etwas in der Art und Weise, wie diese Ladungen angeordnet sind – es ist die Kombination von Elektronen in einem bestimmten Muster.
Sie erzeugen diese Regionen, in denen es, wenn Sie so wollen, eine Art „Gräben in der potenziellen Landschaft“ gibt, die ausreichen, um diese Elektronen dazu zu bringen, diese Ladungsbündel zu erzeugen. Der einzige Grund, warum Elektronen zu Klumpen werden, ist, dass dort ein potentielles Loch ist. '
