Pour la première fois, la possibilité de créer un cristal entièrement constitué d'électrons a été prédite par le physicien américain Eugene Wigner en 1934. Plus tard, un tel cristal a été nommé d'après lui. Cependant, il a fallu 90 ans aux scientifiques pour donner vie à la théorie.
Les premiers à recevoir un cristal Wigner ont été des ingénieurs de l'École technique supérieure suisse de Zurich (ETH Zurich), et plus récemment, leurs collègues physiciens de l'Université de Californie, à l'aide d'un microscope à effet tunnel, ont pris en photo une feuille de graphène, à l'intérieur duquel se sont formés les cristaux désirés.
Pour les obtenir, une équipe de scientifiques dirigée par le physicien Feng Wang a développé un matériau constitué de deux couches d'un atome d'épaisseur - le disulfure de tungstène (WS2) et le diséléniure de tungstène (WSe2). Les chercheurs ont ensuite utilisé un champ électrique pour ajuster la densité d'électrons se déplaçant librement le long de l'interface entre les couches.
Les électrons dans les matériaux ordinaires se déplacent si rapidement qu'ils ne sont pratiquement pas affectés par les forces répulsives de leurs charges opposées. Eugene Wigner a suggéré un jour que lorsque les électrons ralentissent, c'est la répulsion qui dominera leur comportement. Sur cette base, Wang et ses collègues ont ralenti les électrons de leur matériau en les refroidissant à une température juste au-dessus du zéro absolu (-273°C).
Le contraste formé entre les deux couches a aidé les électrons à former des cristaux de Wigner. Les atomes de chacune des couches sont situés à des distances différentes les uns des autres, de sorte qu'une telle connexion crée une sorte de "motif moiré" en nid d'abeille, rappelant la superposition de deux grilles.
2021-10-10 09:56:29
Auteur: Vitalii Babkin