El cristal de electrones revela su dinámica

El cristal de electrones revela su dinámica

Física 16, pág.172

Los investigadores han medido con precisión las propiedades de transporte de electrones de un sólido de Wagner altamente ordenado, un estado cristalino compuesto de electrones en lugar de átomos.

P. Middleton / Universidad de Princeton

Cuando se somete a un fuerte campo magnético, un sistema bidimensional de electrones puede formar una estructura cristalina llamada sólido de Wagner. Los científicos han creado sólidos de Wagner aleatorios, pero han tenido dificultades para producir sólidos ordenados. Ahora Pranav Madthal y sus colegas de la Universidad de Princeton han superado este obstáculo, demostrando que pueden crear y estudiar sólidos ordenados de Wagner utilizando un sistema de electrones de alta calidad (1). El equipo dice que el sistema se puede utilizar para probar y mejorar modelos teóricos de dichos cristales.

Medthal y sus colegas manipularon el crecimiento capa por capa de una película semiconductora de tal manera que la película contenía una versión con forma precisa de una estructura conocida como pozo cuántico. Esta estructura fue diseñada para albergar un sistema de electrones bidimensional, con baja densidad y alta movilidad, un requisito previo para formar un sólido de Wagner. Siguiendo las predicciones, el equipo enfrió este sistema de electrones a una temperatura cercana al cero absoluto y luego le aplicó un fuerte campo magnético, obteniendo un sólido ordenado de Wagner.

A continuación, los investigadores aplicaron una corriente eléctrica a su sólido Wagner y midieron cómo la fuerza de la corriente afectaba dos propiedades de transporte eléctrico del cristal: su resistencia diferencial y su ruido eléctrico. Descubrieron que a medida que aumenta la intensidad de la corriente, el sólido de Wagner pasa por tres fases, cada una caracterizada por su resistencia diferencial y sus características de ruido eléctrico. El cristal permaneció estacionario y fue un aislante eléctrico en la primera fase, pero podía moverse libremente y fue un conductor eléctrico en las otras dos fases.

-Ryan Wilkinson

Ryan es editor correspondiente de Wilkinson. Revista de Física Con sede en Durham, Reino Unido.

referencias

  1. PT Madatal y otros.«Mover las fases cristalinas de un sólido cuántico de Wagner en un sistema de electrones 2D de ultra alta calidad», física Rdo. Letón. 131236501 (2023).

Áreas temáticas

Física de la Materia Condensada Física Cuántica

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