固體材料內發現“暗”電子

韓國科學家在二硒化鈀等固體材料內發現了一些“暗”電子，此前科學家借助光譜學分析材料特性時，沒有檢測到這些“漏網之魚”。這些“暗”電子的發現或有助更好地理解高溫超導體的行為，解開材料科學領域的其他謎團。相關論文發表于新一期《自然·物理學》雜志。

材料內的“暗”電子在決定其性質方面發揮作用。 圖片來源：《新科學家》網站

材料的大部分特性，如導電或反射光的難易程度，都由其中電子的運動決定。可確定這些特性的光譜學原理是：讓光照射在材料上，分析反射光的光譜，以揭示哪些頻率的光被吸收或反射，從而洞悉物質的特性。但有些簡單原子和分子的電子不會全部出現在光譜內，這些所謂的“暗”電子仍能影響材料的物理性質。

當某些電子具有與其他電子完全不同的能量，且能相互干擾和抵消時，就會變身為“暗”電子。科學家此前認為，這些“暗”電子在固體材料內并不存在，但最新研究推翻了這一觀點。

延世大學研究團隊首先在二硒化鈀晶體內發現了“暗”電子。該晶體由一個鈀原子和四個硒原子組成，擁有兩種重復的原子模式，硒原子彼此之間輕輕旋轉。當團隊使用光譜學測量這種晶體時，發現所得光譜存在標準理論無法預測的空白，這表明存在“暗”電子。

該晶體內原子存在兩種重復模式意味著，來自不同元素的電子彼此之間可相互干擾。研究團隊隨后也在鉛鈣鈦礦和鉍銅超導體等具有類似結構的材料內發現了“暗”電子。