ラトガーズの物理学者は、特定の金属化合物の電子が絶対ゼロに近い「重量を増やす」ことができることを発見し、材料の電子の挙動に関する新しい洞察を提供します。
Journal Nature Physicsに掲載された調査結果は、新しい電子機器と材料の開発に影響を与える可能性があります。
「通常、電子は質量のない粒子であると考えられていますが、特定の材料では、質量があるかのように振る舞うことができます」と、ラトガース大学ニューブランズウィックの物理学および天文学局のポスドク研究員であるヨハネス・グースは述べました。 「金属有機フレームワーク（MOF）と呼ばれる特定のクラスの材料では、周囲の分子との相互作用により、電子が絶対ゼロに近い体重を増やすことができることがわかりました。」
MOFは、有機分子で接続された金属イオンで構成される多孔質材料のクラスです。ガス貯蔵、触媒、薬物送達など、幅広い潜在的な用途があります。
この研究では、研究者はスキャントンネリング顕微鏡と呼ばれる手法を使用して、Cu3（BTC）2と呼ばれるMOFの有効な電子の質量を測定しました。彼らは、MOFの有効な電子の質量が約10倍に近い絶対ゼロの倍に増加することを発見しました。
「これは、有効な電子の質量の非常に大きな変化です」と、ラトガースの物理学と天文学の教授である研究の共著者であるフェルナンド・カミノは述べています。 「MOFで有効な電子質量のこのような大きな変化が観察されたのは初めてです。」
研究者は、Cu3（BTC）2の有効な電子の質量の増加は、電子とMOFの分子間の相互作用によるものであると考えています。低温では、MOFの分子はより少なく振動することで、電子がより強く相互作用することができます。この相互作用は、電子の有効質量の増加につながります。
「私たちの調査結果は、材料における電子の挙動に関する新しい洞察を提供します」とGooth氏は述べています。 「これは、新しい電子機器と材料の開発に影響を与える可能性があります。」
