磷链在银基板上显示出真正的一维电子特性

BESSY II 的团队首次通过高度精细的实验过程成功展示了材料的一维电子特性。

来源:英国物理学家网首页
用扫描隧道显微镜拍摄的图像显示了银基板上以短链排列的磷原子。图片来源:小型结构(2025)。 DOI:10.1002/sstr.202500458
小型结构

BESSY II 的团队首次通过高度精细的实验过程成功展示了材料的一维电子特性。

样品由磷原子短链组成,它们在银基底上以特定角度自组织。通过复杂的分析,该团队能够理清这些不同排列的链的贡献。这表明每条链的电子特性确实是一维的。计算预测,一旦这些链更加紧密地堆积,就会出现令人兴奋的相变。虽然由较长距离的单个链组成的材料是半导体,但非常密集的链结构将是金属的。

该作品发表在《Small Structures》杂志上。

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物质世界由原子组成,原子组合成多种不同的物质。通常,原子在一个平面和垂直于该平面的平面上相互结合。然而,一些原子(例如碳)也可以形成石墨烯,这是一种二维(2D)六边形网络,其中它们仅在一个平面上连接。此外,磷元素可以形成稳定的二维网络。

二维材料因其令人惊叹的电子和光学特性而成为一个令人兴奋的研究领域。理论上的考虑表明,一维结构的电光特性可能更加非凡。

光学特性

磷原子链

电子结构

“通过对 BESSY II 的测量进行非常彻底的评估,我们现在已经证明这种磷链确实具有一维电子结构,”HZB 量子材料系自旋与拓扑学系主任 Oliver Rader 教授说道。

预测密度的相变