В МФТИ впервые увидели, как электроны проходят через атом группами

Международная группа учёных при участии исследователя из МФТИ зафиксировала эффект группировки электронов при туннелировании через атом

В работе использовали сканирующий туннельный микроскоп с криогенными измерительными схемами, чтобы проследить, как электроны проходят через отдельные атомы. Объектом исследования стали атомы железа, встроенные в кристалл селенида висмута — материала, в котором сильно выражено взаимодействие электронов с колебаниями кристаллической решётки.

Эксперименты показали, что электроны могут проходить через атом не поодиночке, а группами. Прошедший электрон заставляет атом железа колебаться, и пока эти колебания не затухли, следующему электрону легче проскочить вслед за ним. Это подтвердили измерения шума тока: показатель, по которому судят, независимо ли движутся электроны (фактор Фано), превысил единицу и достиг 1,16 — значит, электроны проходят группами, а не каждый сам по себе.

Ранее считалось, что через такой атом электроны обычно проходят по одному: чтобы добавить к нему второй электрон, нужна дополнительная энергия, ведь одноимённые заряды отталкиваются (кулоновская блокада). Новые данные показывают, что это не так, если электроны сильно взаимодействуют с колебаниями кристаллической решётки.

Открытие может стать основой для создания новых источников коррелированных частиц в квантовых технологиях. Однако для практического применения эффекта ещё предстоит добиться когерентности между электронами.

Источник: МФТИ