今日最新Science:直接观测一维维格纳晶体

【引言】

E. Wigner曾预言，当电子系统的长程库伦作用较动能占统治地位时，电子系统会出现晶体基态以尽可能减小势能。自此以后，研究人员一直就在试图寻找这类维格纳晶体的实例。在半导体二维电子系统中，核磁共振等检测手段曾表明这类晶体可能存在在高磁场中。然而，为了更清晰地观测维格纳晶体，研究人员需要寻找新型的检测手段来对相互作用态进行成像分析。

【成果简介】

魏茨曼科学研究院的S. Ilani（通讯作者）等人利用以碳纳米管作为探针的扫描探测平台来对强相互作用电子的多体密度进行成像分析。通过在真实空间中对电荷密度进行成像，研究人员成功地直接观测到了一维维格纳晶体。在这一平台中，研究人员利用纳米组装技术制备了相互垂直的碳纳米管器件。通过这一方法，可引入另一碳纳米管作为扫描-电荷扰动，最终才能实现对碳纳米管的多体电子密度的微创性成像。最终的实验结果发现，被约束在一维的少数电子与理论预言的强相互作用晶体匹配，表明维格纳晶体在一维中是可以被直接观测到的。这些实验说明，通过在真实空间中对多体密度的成像，有可能为研究相互作用态提供新型的策略。2019年05月31日，相关成果以题为“Imaging the electronic Wigner crystal in one dimension”的文章在线发表在Science上。

【图文导读】

图1 用于对强相互作用电子进行成像的实验平台

图2 单约束电子密度分布的真实空间成像

图3 多电子态容差密度成像

图4 维格纳晶体的隧道特性

文献链接：Imaging the electronic Wigner crystal in one dimension（Science, 2019, DOI: 10.1126/science.aat0905）

本文由材料人学术组NanoCJ供稿。

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