美國科研人員首次在三維晶體中捕獲電子

美國麻省理工學(xué)院的科研人員首次在三維晶體中捕獲了電子，實(shí)現(xiàn)了電子“平帶”狀態(tài)。這種特定的三維晶體結(jié)構(gòu)允許電子在相同能態(tài)中移動，而不是在原子之間跳躍。通過改變晶體中原子種類，可操縱這些“平帶”使其進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)。該研究成果發(fā)表在《Nature》上。

科研人員使用角分辨光電子能譜（ARPES），克服了三維材料表面不規(guī)則性的障礙，測量了合成晶體樣品上數(shù)千個電子的能量，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)電子在三維晶體中具有完全相同能量，證實(shí)了三維材料的平帶態(tài)?？蒲腥藛T繼續(xù)使用不同元素（銠和釕代替鎳）合成具有相同幾何形狀的晶體，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了科研人員預(yù)測，新合成的晶體中電子呈現(xiàn)平帶狀態(tài)，并且處于超導(dǎo)狀態(tài)。這一發(fā)現(xiàn)為科學(xué)家探索三維材料中稀有電子態(tài)提供了一種新方法，為未來可能的技術(shù)應(yīng)用，如超高效電力線、量子計算以及更快更智能的電子設(shè)備鋪平了道路。

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