迷信家们初次捕捉离奇电子冰，记住！它不是冰

香草的天空

晶体显示电子被压进了一个蜂窝状“资料包资料”的包子里


石墨烯片的扫描电镜图象显示其外表下有蜂窝状的“电子冰”。（图源于H.Li et al/《天然》）
物理学家们刚取患了有史以来第一张韦格纳晶格的图象——一个彻底由电子组成的奇怪蜂窝状图形资料被包在另外一资料之中。
韦格纳晶格学说是匈牙利物理学家尤金?韦格纳（Eugene Wigner）第一次在1934年创建的，但却让迷信家们花了过八十年时间才终究探清“电子冰”的样貌。它标致的首张图象显示电子们被压扁成一个紧致、反复的图形——它就像迷你蓝色胡蝶的翅膀，或是一个压扁的奇怪三叶草。


这项钻研面前的钻研者们，在《天然》（Nature）期刊上颁发舆论说，只管这既不是韦格纳晶格初次被仿真发明或其性质被钻研，他们采集的视像证据仍然是有史以来第一次能无力证实韦格纳晶格资料存在的证据。
“假如你说找到了电子晶，那就是骡子是马拿出来遛遛。”钻研的独特作者王峰（Feng Wang）如是告知天然旧事（Nature News），他一样是加州大学的一位物理学家。


在惯例导体如银、铜，或者半导体如硅外面，电子们流动非常迅速，以致于它们简直只能和彼此反映。然而在极高温下，它们速度会降至像迟缓地匍匐，此时带负电电子之间的斥力开始占主导。高速挪动的粒子一旦被拖停，它们将自我组织成一个反复的蜂窝状——正如图片这样，就是为了将总能耗降到最低。
为了在理想理论中见到这个反映，钻研者们选择在两片只要原子厚度的半导体钨片间隙中捕捉电子——两片钨分别发生二硫化钨和联硒化钨。之后，为去除任何可能的方案外电子，钻研者们在俩钨片间隙施加一个电场后让夹层中的电子冷却至绝对零度上5摄氏度。这样便足够让高速电子实现一旦停下就造成韦格纳晶格反复构造的这一进程。


钻研者们之后应用一个叫扫描隧道电子显微镜（扫描电镜）的仪器去视察这个新晶体。扫描电镜是经过在金属针尖上施加极小的电压，并用此针尖在对象资料外表上扫描来运作的，这个扫描进程会致使针尖上的电子跃迁到资料外表。针尖上电子跃迁率取决于其下资料的品种和针尖间隔资料外表的高度，而电子们的个人跃迁会造成跃迁电流，因此钻研者们就能经过丈量资料外表每一个点的跃迁电流大小而构建出一个盲文般的资料二维外表形貌图。


但试验一开始，扫描电镜提供了太多的电流，以致于在扫描时“消融”了软弱的电子冰晶。为了制止这类景象，钻研者们在韦格纳晶体之上再拔出曾经一片单原子石墨烯层，让晶体与石墨烯反映并在其上留下印记便利扫描电镜读取——就像一个石墨烯式影印机。经过追踪石墨烯片上一切影象，扫描电镜胜利捕捉了韦格纳晶体的第一张照片，在重重质疑声下证实了其存在。


如今迷信家们有了韦格纳晶体存在的抉择性证据，他们即可以利用此晶体去解释多电子如何和彼此互相作用的更深档次系列问题，例如为何晶体能自组织成有序的蜂窝状，以及它们又如何“消融”。这个解释将让迷信家们无机会管中窥豹到极小微粒的一些最难以揣摩的性质。
相干常识
晶体是原子、离子或份子根据一定的周期性，在结晶过程当中，在空间摆列造成拥有一定规定的几何形状的固体。


晶体的散布十分普遍，天然界的固体物资中，绝大少数是晶体。气体、液体和非晶物资在一定的适合前提下也能够转变为晶体。
晶体外部原子或份子摆列的三维空间周期性构造，是晶体最根本的、最实质的特点，并使晶体拥有上面的通性：
BY: Ben Turner
FY: 胡桐祎
如有相干内容侵权，请在作品公布后分割作者删除
转载还请取得受权，并留意放弃残缺性和注明出处