விக்னர் படிகங்களை நேரடியாக படம்பிடிக்க ஒரு ஆக்கிரமிப்பு அல்லாத வழிமுறை சாத்தியப்படுமா?

பெர்க்லியில் உள்ள கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு, லாரன்ஸ் பெர்க்லி தேசிய ஆய்வகத்தில் ஒரு குழுவுடன் இணைந்து, விக்னர் படிகங்களை நேரடியாக படம்பிடிக்க ஒரு ஆக்கிரமிப்பு வழியை உருவாக்கியுள்ளது. நேச்சர் இதழில் வெளியிடப்பட்ட அவர்களின் ஆய்வறிக்கையில், குழு அவர்களின் அணுகுமுறையை விவரிக்கிறது மற்றும் விக்னர் படிக நிலைகள் தொடர்பான ஆராய்ச்சியை எவ்வாறு முன்னெடுக்க முடியும் என்பதை விளக்குகிறது. கொலம்பியா பல்கலைக்கழகத்துடன் கார்மென் ரூபியோ-வெர்டே விக்னர் படிகங்களின் தன்மையை விவரிக்கும் ஒரு செய்தி மற்றும் காட்சிகளை வெளியிட்டார்.

விக்னர் படிகங்கள் ஒரு படிக அணிக்கோவை அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன, இது சில 2D பொருட்களில் எலக்ட்ரான்கள் குறைவான இடைவெளியில் இருக்கும்போது உருவாகிறது. அவை 2D குறைகடத்திகள் மற்றும் திரவ ஹீலியம் போன்ற பொருட்களில் காணப்பட்டன, ஆனால் அவை மிகவும் உடையக்கூடியதாக இருப்பதால் அவதானிப்பது அல்லது படம்பிடிப்பது மிகவும் கடினம். இந்த புதிய முயற்சியில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் விக்னர் படிகங்களை தொந்தரவு செய்யாமல் பார்க்கும் ஒரு வழியை உருவாக்கியுள்ளனர், இது மிகவும் துல்லியமான இமேஜிங்கை அனுமதிக்கிறது.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் டங்ஸ்டன் டைசல்பைட்டின் ஒரு மெல்லிய தாளை டங்ஸ்டன் டைசெலினைடை மெல்லிய தாளின் மேல் வைத்து, ஒரு சிறிய ஹீட்டோரோஸ்ட்ரக்சரை உருவாக்கினர். குறிப்பிடத்தக்க வகையில், இரண்டும் டிரான்சிஷன்-மெட்டல் டைச்சல்கோஜனைடுகள், இந்த நிகழ்வில், 1 நானோமீட்டர் தடிமன் கொண்டவை. குழு பின்னர் இரண்டு அடுக்குகளிலும் எலக்ட்ரான்களைச் சேர்த்தது, இது இயற்கையாகவே 2D கட்டமைப்புகளாக உருவானது, இருப்பினும் எலக்ட்ரான்களுக்கு இடையிலான இடைவெளி அடுக்குகளில் ஒன்றில் சற்று சிறியதாக இருந்தது. எலக்ட்ரான் வடிவங்களில் பொருத்தமின்மை ஒரு மோயர் வடிவத்தை உருவாக்கியது, இது ஒரு விக்னர் படிகமாகும். கீழே உள்ள படிக அமைப்பைப் பாதுகாக்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்கள் ஹீட்டோரோஸ்ட்ரக்சரின் மேல் கிராபெனின் ஒரு அடுக்கை வைத்தனர். பின்னர் அவர்கள் ஸ்கேனிங்-டன்னலிங் நுண்ணோக்கி மூலம் படிகங்களின் படங்களை தொந்தரவு செய்யாமல் உருவாக்கினார்கள். பின்னர், குழு அதை சிறப்பாகப் பாதுகாப்பதற்காக அறுகோண போரான் நைட்ரைட்டின் ஒரு அடுக்கை ஹெட்டோரோஸ்ட்ரக்சரில் சேர்த்தது, நுண்ணோக்கி மூலம் ஆய்வு செய்ய அனுமதித்தது.

பாதுகாப்பு தடைகளைச் சேர்ப்பதற்கு முன்பு கட்டமைப்பிலிருந்து எலக்ட்ரான்களைச் சேர்க்கவும் அகற்றவும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் முயன்றனர், அவ்வாறு செய்வதால் முக்கோணங்கள் அல்லது அறுகோணங்கள் உட்பட படிக கட்டமைப்புகள் உருவாகின்றன. ரூபியோ-வெர்டே புதிய நுட்பம் மற்ற சிறிய, உடையக்கூடிய கட்டமைப்புகளைப் படம்பிடிக்க புதிய முறைகளுக்கு வழிவகுக்கும் என்று அறிவுறுத்துகிறது.

References:

• Li, H., Li, S., Regan, E. C., Wang, D., Zhao, W., Kahn, S., … & Wang, F. (2021). Imaging two-dimensional generalized Wigner crystals. Nature, 597(7878), 650-654.
• Li, H., Li, S., Regan, E. C., Wang, D., Zhao, W., Kahn, S., … & Wang, F. (2021). Imaging Generalized Wigner Crystal States in a WSe2/WS2 Moir\’e Superlattice. arXiv preprint arXiv:2106.10599.
• Wang, F., Li, H., Li, S., Regan, E., Wang, D., Zhao, W., … & Crommie, M. (2021). Imaging Generalized Wigner Crystal States in a WSe2/WS2 Moiré Superlattice.