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物理学者は、電子結晶がどのように溶けるかを特定します

テキサス大学アーリントン校の物理学者は、熱にさらされたときに電子で作られた結晶がどのように溶けるかを理解しました。これは、より効率的な電子機器への道を開く可能性があります。

Aleksey Kolmogorovは、計算シミュレーションを通じて、温度が上昇するにつれて電子結晶が液体に変化する基本的なメカニズムを発見しました。電子は、運動エネルギー(運動に関連するエネルギー)が相互作用のポテンシャルエネルギーよりもかなり少なくなり、秩序だった固体構造を形成できる場合に結晶化できます。融解は温度が高くなり、電子の運動エネルギーが構造を一緒に保持する結合エネルギーを超えると融解します。

原子結晶の融解は、理論物理学と物理実験の両方を通じて、100年以上にわたって広範囲に研究されてきました。対照的に、電子システムの物理学の研究は長い間無視されていました。科学者は、このような現象の非常に小さな特徴的なスケールのために現実的なデバイスで実現することは不可能である純粋な学術理論であると信じていました。特に、クーロンの静止法のおかげでそれ自体と十分に相互作用する場合、量子ドットなどの半導体ナノエレクトロニクスシステムの低温で閉じ込められた電子ガスは、通常の電子結晶を形成できます。 Andrei Manolescu教授が率いる研究者が、低温での半導体のナノスケールオブジェクトである量子液滴の電子結晶の形成を観察し、視覚化した研究者が、その研究の関心が、正常な原子に類似していることの基本的な物理学に対処するように変わりました。

UTA物理学部の准教授であるKolmogorovは、さまざまな物理スケールの多くの相互作用する古典粒子の運動を記述する量子シミュレーションと量子シミュレーションを組み合わせた高度なシミュレーション方法論を開発することにより、これらのナノ結晶の融解に関する広範な計算シミュレーションを主導しました。このようなハイブリッド量子クラシック計算は、高性能コンピューティングの最先端の技術を使用して、並列スーパーコンピューターに実装されました。彼らは、ナノスケールでの強力な量子機械的効果のために、量子電子結晶に固有の顕著な融解シナリオを明らかにしました。コルモゴロフは初めて、結晶が加熱されるにつれて、従来の3次元結晶配置から電子「原子」の「原子」の均一なカオス液体に直接変換する代わりに、代わりに中間並べ替えを受けて、液体の特徴が存在する前に液体が溶けているときに、液体が溶けているときに液体を吸収する前に、液体が溶けています。

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