De manière inattendue pour tout le monde, les scientifiques ont découvert une nouvelle façon de manipuler la charge électrique. L'étude a été nommée «nouvelle phase de la matière». L'effet a été découvert par le scientifique Swastik Kar, professeur associé de physique à la Northeastern University (USA).
«C'est la limite de notre imagination! La découverte pourrait changer la façon dont les signaux sont détectés et transmis. De plus, cela peut changer la façon dont nous percevons les choses, stockons des informations et des possibilités auxquelles nous n'aurions peut-être même pas pensé.
Le fait est que la capacité de déplacer, manipuler et stocker des électrons est la clé de la grande majorité de la technologie moderne. Dans un nouvel article publié dans l'édition Nanoscale, les chercheurs ont décrit un moyen d'amener les électrons à faire quelque chose de complètement nouveau – pour se répartir uniformément dans un motif cristallin stationnaire.
«Je voudrais dire que c'est presque comme une nouvelle phase de la matière. C'est complètement électronique.
Le phénomène a commencé lorsque les chercheurs ont expérimenté des matériaux cristallins de seulement quelques atomes d'épaisseur, connus sous le nom de matériaux bidimensionnels.
Ces matériaux sont construits selon un motif répétitif d'atomes, de sorte que leurs électrons minces ne peuvent se déplacer que dans deux dimensions. Empiler ces matériaux ultra-minces peut créer des effets étranges car les couches interagissent à un niveau quantique.
L'équipe du professeur Kar a étudié deux de ces matériaux bidimensionnels: le séléniure de bismuth et le dichalcogénure de métal de transition, empilés les uns sur les autres comme des feuilles de papier. À la suite des expériences, ils ont découvert quelque chose de vraiment étrange.
Les électrons doivent se repousser car ils sont chargés négativement et s'éloignent des autres choses chargées négativement. Cependant, ce n'est pas ce que faisaient les électrons de ces couches, ils formaient plutôt une troisième structure stationnaire.
«Sous certains angles, ces matériaux semblent former un moyen de partager leurs électrons, ce qui forme finalement ce réseau géométrique à intervalles réguliers. Nous obtenons un tableau parfaitement reproductible de grappes d'électrons purs qui se trouvent entre deux couches.
L'équipe a d'abord supposé que le résultat était une erreur. Les structures cristallines des matériaux bidimensionnels sont trop petites pour être observées de cette manière, c'est pourquoi les physiciens utilisent des microscopes spéciaux qui émettent des faisceaux d'électrons au lieu de lumière. Lorsque les électrons traversent un matériau, ils interfèrent les uns avec les autres et créent un motif.
En utilisant des mathématiques complexes et ce modèle spécifique, les scientifiques ont tenté de recréer la forme d'un matériau bidimensionnel. Lorsque le motif résultant a révélé une troisième couche qui ne pouvait apparaître dans aucune des deux autres, le chercheur a suggéré que quelque chose n'allait pas lors de la création du matériau ou pendant le processus de mesure.
Bien que des phénomènes similaires aient été observés auparavant, ce n'était qu'à des températures extrêmement basses, alors que les observations des chercheurs étaient à température ambiante. Mais après des tests répétés et des expériences menées par la doctorante Zacharia Hennigausen, les résultats sont restés les mêmes.
Ainsi, une nouvelle image de taches chargées sous la forme d'un réseau est apparue dans des matériaux bidimensionnels. Et cette image a changé en tenant compte de l'orientation des couches ci-dessus. Arun Bansil, éminent professeur de physique à la Northeastern University, estime que ce phénomène est causé par le fait que les électrons du matériau rebondissent constamment:
C'est parce qu'ils sont attirés par les noyaux chargés positivement des atomes et repoussés par d'autres électrons chargés négativement. Mais dans ce cas, il y a quelque chose dans la façon dont ces charges sont disposées – c'est la combinaison d'électrons dans un certain modèle.
Ils créent ces régions où il y a, si vous voulez, une sorte de «fossé dans le paysage potentiel», ce qui est suffisant pour que ces électrons créent ces paquets de charge. La seule raison pour laquelle les électrons deviennent des amas, c'est qu'il y a un trou potentiel là-dedans.
