Электроны могут проходить сквозь одиночный атомный дефект не поодиночке, а целыми группами. Такой эффект впервые удалось зафиксировать экспериментально. Исследование провели специалисты МФТИ вместе с коллегами из Университета Париж-Сакле и Бордосского университета, о результатах ТАСС рассказали в пресс-службе вуза. Об этом сообщает сайт Science XXI.
До сих пор считалось, что преодолеть точечный дефект в материале сложного строения частица способна лишь в одиночку. Так предписывают законы квантовой механики и кулоновская блокада. О коллективном туннелировании теоретики говорили последние два десятилетия. Условием для него называют сильную связь электронов с колебаниями кристаллической решётки. Подтвердить это на единичном атомном дефекте прежде не получалось.
Работа заняла несколько лет. Объектом изучения стали отдельные атомы железа, внедрённые в кристалл селенида висмута. В этом соединении электроны и фононы, то есть колебания решётки, взаимодействуют особенно сильно.
По словам руководителя Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий МФТИ Василия Столярова, расчёты и опыты выявили локализованные электронные состояния. Их в запрещённой зоне материала создают примесные атомы, и с фононами они взаимодействуют эффективно.
Электроны нередко миновали одиночные атомы железа группами, а не независимо друг от друга. Пары таких атомов, напротив, эффект подавляли. В дальнейшем исследователи намерены найти способы управлять поведением частиц в новых квантовых устройствах. Открытие может пригодиться при создании источников коррелированных частиц для квантовых технологий.