Впервые возможность создания кристалла, полностью состоящего из электронов, предсказал американский физик Юджин Вигнер в 1934 году. В дальнейшем такой кристалл был назван в его честь. Однако, чтобы воплотить теорию в жизнь, ученым потребовалось 90 лет.
Первыми кристалл Вигнера получили инженеры Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich), а совсем недавно их коллеги, физики из Калифорнийского университета с помощью сканирующего туннельного микроскопа сделали снимок графенового листа, внутри которого сформировались искомые кристаллы.
Чтобы их получить, команда ученых во главе с физиком Фэн Ваном разработала материал, состоящий из двух слоев толщиной в атом – дисульфида вольфрама (WS2) и диселенида вольфрама (WSe2). После этого исследователи с помощью электрического поля настроили плотность электронов, свободно перемещающихся по границе раздела между слоями.
Электроны в обычных материалах перемещаются столь стремительно, что на них практически не влияют силы отталкивания их противоположных зарядов. Юджин Вигнер в свое время предположил, что при замедлении электронов в их поведении начнет доминировать именно отталкивание. Исходя из этого, Ван и его коллеги замедлили электроны в своем материале, охладив их до температуры чуть выше абсолютного нуля (-273 °C).
Сформировавшийся между двумя слоями контраст помог электронам сформировать кристаллы Вигнера. Атомы в каждом из слоев расположены на разном удалении друг от друга, в результате такое соединение создает своеобразный сотовый «муаровый узор», напоминающий наложение двух сеток.