乱れた2Dウィグナー固体における量子溶解の観測

低密度の2次元強い相互作用を持つ電子がウィグナー結晶として固体相を形成し、高密度ではフェルミ液体に変化しますが、中間密度ではウィグナー固体が臨界密度付近で強く相関した液体相に進化します。この量子溶解現象を、モリブデン二セレン化物（MoSe2）を用いて、非侵襲的なスキャンニングトンネル顕微鏡技術で観測しました。

低密度では、ウィグナー固体は局所的な乱れによってピン留めされたナノ結晶ドメインを形成し、固体相での密度が増加するにつれて量子密度増加挙動を示します。しきい値密度を超えると、ウィグナー固体は局所的に溶解し、固体と液体の領域が共存する混合相に移行します。さらに高密度では、液体領域が拡大し、パーカレーションネットワークを形成します。

この研究は、量子相転移と異常な相互作用を持つ新しい物質の理解に大きな進展をもたらすものと期待されています。