Дослідники помітили дивну поведінку електронів у тривимірному надпровіднику - вони формували плоскі структури так, ніби рухаються в 2D-матеріалі.
Зазвичай електрони всередині уперединних і тривимірних матеріалів поводяться по-різному. Але фізики побачили, як всередині 3D-структури електрони утворюють «калюжі» так, ніби обмежені зверху і знизу тонкими шарами
Створити почесний матеріал товщиною всього в кілька атомів часто дуже важко - для цього необхідне складне обладнання. Однак у таких структурах спостерігаються унікальні ефекти. Наприклад, електрони в них рухаються особливим чином, завдяки чому провідність таких матеріалів виявляється досить високою.
Тепер дослідники виявили електрони в тривимірному надпровіднику, які ведуть себе так, ніби рухаються в комірному матеріалі. Виявлено це явище було в надпровідному матеріалі, що складається з атомів барію, свинцю, вісмуту і кисню (BPBO). Вчені проводили з ним звичайні експерименти, вимірюючи температуру переходу в надпровідний стан, але виявили, що електрони поводяться так, як якщо б вони були обмежені ультратонкими шарами всередині матеріалу.
Ці результати спантеличили дослідників, оскільки BPBO являє собою об'ємний надпровідник, електрони якого зазвичай вільно рухаються в будь-якому напрямку, а не тільки вздовж певної площини. Використовуючи скануючий тунельний мікроскоп, дослідники виявили, що ці «почесні електрони» ніяк не були пов'язані з розташуванням атомів всередині матеріалу, або з дефектами структури надпровідника.
Такі «калюжі» з електронів з'явилися, коли вчені ретельно відрегулювали температуру та інші умови, за яких матеріал опинився на межі переходу в надпровідний стан. Спостереження вчених добре збігалися з передбаченнями теорії «емерджентної електронної зернистості» в надпровідниках, розробленої Нандіні Тріведі з Університету штату Огайо і його колегами.
Стаття про відкриття опублікована в журналі PNAS.