Elektronlar genellikle yüksek hızlarda hareket eden ve madde içinde bağımsızca dolaşan parçacıklardır. 1930’larda fizikçi Eugene Wigner, düşük yoğunlukta ve soğuk sıcaklıklarda elektronların hareketsiz hale getirilebileceğini ve daha sonra Wigner kristali olarak adlandırılacak bir elektron buzu oluşturabileceğini öngörmüştü.
Berkeley Lab Malzeme Bilimleri Bölümü’nden kıdemli öğretim üyesi ve UC Berkeley fizik profesörü Feng Wang, “İlk kez bu yeni kuantum fazını doğrudan gözlemleyen ekip biziz. Bu oldukça heyecan verici bir gelişme.” dedi.
Klasik Wigner kristalleri veya elektron buzu, elektronların petek benzeri bir düzende dizilmesiyle karakterize edilirken, yeni keşfedilen Wigner moleküler kristalleri, iki veya daha fazla elektrondan oluşan yapay “moleküllerin” son derece düzenli bir deseniyle dikkat çekiyor.
Araştırmacılar, tungsten disülfür (WS2) adı verilen atomik incelikte iki katmanlı bir malzemeyi, 49 nanometre kalınlığındaki hBN (hegzagonal bor nitrür) ve grafit üzerine yerleştirerek özel bir nanomalzeme oluşturdular. Bu yapı sayesinde, her 10 nanometre genişliğindeki birim hücreye sadece iki veya üç elektron yerleştirmeyi başardılar.
Berkeley Lab Malzeme Bilimleri Bölümü’nden kıdemli öğretim üyesi Feng Wang, “Düşük sıcaklıklar ve oluşturduğumuz özel enerji potansiyeli, elektronları lokal olarak sınırlıyor. Kuantum mekaniği ile elektron-elektron etkileşimi arasındaki etkileşim, lokalize olmuş elektronları Wigner molekül durumlarına sürüklüyor.” açıklamasında bulundu.
