Uma equipe de pesquisadores da Universidade da Califórnia em Berkeley, trabalhando com um grupo no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, desenvolveu uma forma não invasiva de criar imagens de cristais de Wigner diretamente. Em seu artigo publicado na revista Natureza , o grupo descreve sua abordagem e explica como ela pode ser usada para avançar na pesquisa sobre os estados do cristal de Wigner. Carmen Rubio-Verdú com a Universidade de Columbia publicou um artigo News &Views delineando a natureza dos cristais Wigner e descrevendo o trabalho da equipe na mesma edição do jornal.

Os cristais de Wigner têm uma estrutura de rede cristalina que se forma quando os elétrons estão esparsamente espaçados em certos materiais 2D. Eles foram observados em materiais como semicondutores 2D e hélio líquido, mas são notoriamente difíceis de observar ou imaginar porque são muito frágeis. Neste novo esforço, os pesquisadores desenvolveram uma maneira de visualizar os cristais de Wigner sem perturbá-los, o que permite imagens mais precisas.

Os pesquisadores colocaram uma folha fina de dissulfeto de tungstênio em cima de uma folha fina de disseleneto de tungstênio, criando uma pequena heteroestrutura. Notavelmente, ambos são dichalcogenetos de metais de transição, e neste caso, tinham apenas 1 nanômetro de espessura. A equipe então adicionou elétrons a ambas as camadas, que se formou naturalmente em estruturas 2D, embora o espaçamento entre os elétrons fosse ligeiramente menor em uma das camadas. A incompatibilidade nos padrões de elétrons resultou na criação de um padrão moiré que também era um cristal de Wigner. Os pesquisadores então colocaram uma camada de grafeno no topo de sua heteroestrutura para proteger a estrutura cristalina abaixo. Em seguida, eles usaram um microscópio de tunelamento para criar imagens dos cristais sem perturbá-los. Mais tarde, a equipe adicionou uma camada de nitreto de boro hexagonal à heteroestrutura para melhor protegê-la, permitindo a sondagem com o microscópio.

Os pesquisadores também tentaram adicionar e remover elétrons da estrutura antes de adicionar as barreiras de proteção e descobriram que isso resultou na formação de estruturas cristalinas em formatos que incluem triângulos ou hexágonos. Rubio-Verdú sugere que a nova técnica pode levar a novos métodos de imagem de outros minúsculos, estruturas frágeis.

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