Une équipe de chercheurs de l'Université de Californie à Berkeley, travaillant avec un groupe du Lawrence Berkeley National Laboratory, a développé un moyen non invasif d'imager directement les cristaux de Wigner. Dans leur article publié dans la revue La nature , le groupe décrit leur approche et explique comment elle pourrait être utilisée pour faire avancer la recherche concernant les états cristallins de Wigner. Carmen Rubio-Verdú de l'Université Columbia a publié un article sur News &Views décrivant la nature des cristaux Wigner et décrivant le travail de l'équipe dans le même numéro de revue.

Les cristaux de Wigner ont une structure en réseau cristallin qui se forme lorsque les électrons sont peu espacés dans certains matériaux 2D. Ils ont été observés dans des matériaux tels que les semi-conducteurs 2D et l'hélium liquide, mais ils sont notoirement difficiles à observer ou à imager parce qu'ils sont si fragiles. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont développé un moyen de visualiser les cristaux de Wigner sans les déranger, ce qui permet une imagerie plus précise.

Les chercheurs ont placé une fine feuille de disulfure de tungstène sur une fine feuille de diséléniure de tungstène, créant une petite hétérostructure. Notamment, les deux sont des dichalcogénures de métaux de transition, et dans ce cas, n'avaient que 1 nanomètre d'épaisseur. L'équipe a ensuite ajouté des électrons aux deux couches, qui se sont naturellement formées en structures 2D, bien que l'espacement entre les électrons soit légèrement plus petit dans l'une des couches. Le décalage dans les motifs d'électrons a entraîné la création d'un motif moiré qui était également un cristal de Wigner. Les chercheurs ont ensuite placé une couche de graphène au-dessus de leur hétérostructure pour protéger la structure cristalline en dessous. Ensuite, ils ont utilisé un microscope à effet tunnel pour créer des images des cristaux sans les déranger. Plus tard, l'équipe a ajouté une couche de nitrure de bore hexagonal à l'hétérostructure pour mieux la protéger, permettant le sondage au microscope.

Les chercheurs ont également essayé d'ajouter et de supprimer des électrons de la structure avant d'ajouter les barrières de protection et ont découvert que cela entraînait la formation de structures cristallines en formes, notamment des triangles ou des hexagones. Rubio-Verdú suggère que la nouvelle technique pourrait conduire à de nouvelles méthodes pour imager d'autres minuscules, structures fragiles.

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