首次將三維晶體改造成電子牢籠
毛威凱 | 特約編輯 (臺灣大學化學系碩士生)
電子軌域是決定電子出現位置的一種機率函數。在過去，科學家已經發現利用不同的原子排列，可以限制電子軌域在二維平面上的連通，使得電子被困在如同格子鬆餅一般的平面牢籠中。然而這種牢籠僅限於平面，電子仍有一個方向可以移動，只要能飛出牢籠的高度就可以離開。如今，MIT的科學家想要如法炮製，將在二維平面上的牢籠形狀應用到三維空間。他們參考了日本的編織手法「kagome」，利用鈣和鎳的離子晶體做出了限制電子的三維牢籠。
對於這種有趣的晶體形狀，他們也嘗試運用不同的原子材料來複製這類晶體。例如嘗試以銠和釕來代替鎳離子。令人驚奇的是，這次晶體表現出超導特性。顯示這種結構能夠導致電子結構產生獨特的幾何性質，並有可能發展出更多有趣的材料。
資料來源
- Physicists trap electrons in a 3D crystal for the first time
https://phys.org/news/2023-11-physicists-electrons-3d-crystal.html - Three-dimensional flat bands in pyrochlore metal CaNi2
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06640-1
