據最新一期《自然》雜志報道，維晶美國麻省理工學院物理學家在純粹的體中探索結晶中成功捕獲了電子。這是首次科學家們首次在三維材料中實現了電子平面帶。通過一些化學操作，捕獲研究者表明，電為電態打開大門晶體可以轉化為超導體。超導這一成果為科學家們在3d材料中探索超導性和其他奇異的性等稀電子狀態打開了大門。

每一個電子都有自己的維晶能量。但是體中探索，如果一種物質的首次電子被困在一起，它們就會像成為一體一樣，捕獲進入完全相同的電為電態打開大門能量狀態。在物理學上，超導這種集體行動被稱為“電子帶域”。性等稀科學家預測，維晶當電子處于這種狀態時，會受到其他電子量子效應的影響，以協調的量子方式行動，會出現超導和獨特形式的磁性等奇異行為。

由于晶體的原子幾何結構，可以進行電子捕獲狀態，這種合成晶體的原子排列方式類似于日本的編籃藝術《籠目》的畫。在這種特殊的幾何結構中，電子并不是在原子之間跳躍，而是被關在籠子里穩定地坐落在同一個能量帶內。

據研究人員稱，這種平面條帶狀態僅通過在特定的三維“籠目”幾何結構中排列的原子組合就可以使用幾乎所有原子的組合。這個結果是科學家3d材料中的稀有探索電子狀態的新方法提供了更優化，這些材料，最終超高效的電線，超級計算量子位和更加快速而智能的電子設備有望可以提供。

研究人員在實驗室中合成了鈣和鎳的燒綠石晶體。在將光電子光譜分成特殊類別后，他們用大約半小時的時間測量了合成晶體樣本中數千個電子的能量。大部分晶體中的電子顯示出完全相同的能量，證明了3d材料的平帶狀態。

研究人員用銠和釕合成了同一晶體幾何結構，并計算出這種化學交換可以將電子的平帶寬轉換為零能量，自動誘發超導。其結果是，元素的組合略有不同，合成一個新的晶體時，在像超導體一樣的3d幾何結構中，晶體的電子顯示水平帶，出現超導狀態。

電子會在導電物質中移動，在大多數情況下，這些帶電粒子會來回旋轉，而不是與其他電子“配對”，但在一種情況下，會出現平坦的電子帶。此次物理學家在純粹的結晶中捕捉到他們的這種狀態，在3d材料中首次實現了平衡電子帶。這種稀有電子狀態的本質，可以為科學家了解3d材料中的稀有電子狀態提供新的方法。