Физици от Университета на Уисконсин в Мадисън наблюдаваха как поток от електрони се превръща в аналог
Графен — двумерный материал из углерода толщиной в атом, подреден във формата на пчелна пита. Това е чист електрически проводник, в който електроните практически не изпитват съпротивление. За своя експеримент изследователите добавиха препятствия на контролирани разстояния към графена и след това приложиха електрически ток през него.
В проучването ние показваме как протича зарядътоколо примеса и всъщност виждаме как този примес блокира тока и предизвиква съпротивление, което не е правено преди, за да се направи разлика между газообразни и течни електронни потоци.
Зак Кребс, завършил студент в катедрата по физика в Университета на Уисконсин-Медисън и съавтор на изследването
Проучването показа, че при температуриблизо до абсолютната нула, електроните в графена се държат като газ: те се движат във всички посоки и се сблъскват с препятствия по-често, отколкото взаимодействат един с друг. В тази ситуация съпротивлението е по-високо и потокът от електрони е относително неефективен, отбелязват авторите.
Топлинна карта на местоположението на електроните в графенапоказва, че при по-ниска температура (вляво) електроните се сблъскват с примеси по-често (кръгове) и относително по-малко от тях преминават през канала между тях. При по-високи температури (вдясно) потокът от електрони става "течен", по-малко вероятно е да се забие в примеси и по-добре да премине през канала. Изображение: Университет на Уисконсин–Медисън
Напротив, при по-високи температури (прибл.77 K, или –196 °C) електроните започват да взаимодействат помежду си, в резултат започват да се движат като вискозна (нютонова) течност. Този процес наподобява река, течаща около скала. В същото време съпротивлението в графена е по-ниско и потокът от електрони е по-ефективен. Физиците установиха, че независимо от разстоянието между препятствията, спадът на напрежението е много по-нисък при 77 K, отколкото при 4 K.
Резултатите от това изследване ще помогнат за разработването на нови материали с ниско съпротивление, казват учените.
Прочетете още:
Не става въпрос за Земята: учените обясниха защо слънчевата система е най-рядко срещаната
Динозаври в бамбукови корсети бяха открити сред артефактите на експедицията от началото на ХХ век
Веществото от "дядовата брада" подобрява паметта и растежа на невроните