Físicos de la Universidad de Wisconsin en Madison observaron cómo una corriente de electrones se convierte en un análogo
El grafeno es un material de carbono bidimensional con un espesoren un átomo dispuesto en un patrón de panal. Es un conductor eléctrico puro en el que los electrones prácticamente no experimentan resistencia. Para su experimento, los investigadores agregaron obstáculos a distancias controladas al grafeno y luego aplicaron una corriente eléctrica a través de él.
En el estudio, mostramos cómo fluye la cargaalrededor de la impureza, y de hecho vemos como esta impureza bloquea la corriente y provoca resistencia, cosa que no se hacía antes, para distinguir entre flujos de electrones gaseosos y líquidos.
Zach Krebs, estudiante de posgrado en el Departamento de Física de la Universidad de Wisconsin-Madison y coautor del estudio
El estudio mostró que a temperaturasCerca del cero absoluto, los electrones del grafeno se comportan como un gas: se mueven en todas las direcciones y chocan con obstáculos más a menudo que interactúan entre sí. En esta situación, la resistencia es mayor y el flujo de electrones es relativamente ineficiente, señalan los autores.
Mapa de calor de la ubicación de los electrones en el grafenomuestra que a temperaturas más bajas (izquierda), los electrones chocan con las impurezas más a menudo (círculos), y relativamente menos de ellos pasan a través del canal entre ellos. A temperaturas más altas (derecha), el flujo de electrones se vuelve "líquido", es menos probable que se atasque en las impurezas y pase mejor por el canal. Imagen: Universidad de Wisconsin–Madison
Por el contrario, a temperaturas más altas (aprox.77 K, o –196 °C) los electrones comienzan a interactuar entre sí y, como resultado, comienzan a moverse como un fluido viscoso (newtoniano). Este proceso se asemeja a un río que fluye alrededor de una roca. Al mismo tiempo, la resistencia del grafeno es menor y el flujo de electrones es más eficiente. Los físicos descubrieron que, independientemente de la distancia entre los obstáculos, la caída de tensión era mucho menor a 77 K que a 4 K.
Los resultados de este estudio ayudarán en el desarrollo de nuevos materiales con baja resistencia, dicen los científicos.
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