Fizičari sa Sveučilišta Wisconsin u Madisonu promatrali su kako se tok elektrona pretvara u analogni
Grafen je dvodimenzionalni ugljični materijal debljineu atom raspoređen u obliku saća. To je čisti električni vodič u kojem elektroni ne doživljavaju praktički nikakav otpor. Za svoj eksperiment, istraživači su grafenu dodali prepreke na kontroliranim udaljenostima i zatim kroz njega pustili električnu struju.
U studiji pokazujemo kako teče nabojoko nečistoće, i zapravo vidimo kako ta nečistoća blokira struju i uzrokuje otpor, što se prije nije radilo, kako bi se razlikovali plinoviti i tekući tokovi elektrona.
Zach Krebs, diplomirani student na Odsjeku za fiziku na Sveučilištu Wisconsin-Madison i koautor studije
Studija je pokazala da na temperaturamablizu apsolutne nule, elektroni u grafenu ponašaju se poput plina: kreću se u svim smjerovima i češće se sudaraju s preprekama nego što međusobno djeluju. U ovoj situaciji, otpor je veći i protok elektrona je relativno neučinkovit, primjećuju autori.
Toplinska karta položaja elektrona u grafenupokazuje da se pri nižoj temperaturi (lijevo) elektroni češće sudaraju s nečistoćama (kružići), a relativno manje ih prolazi kroz kanal između njih. Na višim temperaturama (desno), tok elektrona postaje "tekući", manje je vjerojatno da će zaglaviti u nečistoćama i bolje će proći kroz kanal. Slika: Sveučilište Wisconsin–Madison
Naprotiv, pri višim temperaturama (cca.77 K, ili –196 °C) elektroni počinju djelovati jedni s drugima, kao rezultat toga počinju se kretati poput viskozne (Newtonove) tekućine. Ovaj proces nalikuje rijeci koja teče oko stijene. Istodobno, otpor u grafenu je manji, a protok elektrona učinkovitiji. Fizičari su otkrili da je, bez obzira na udaljenost između prepreka, pad napona mnogo niži na 77 K nego na 4 K.
Rezultati ove studije pomoći će u razvoju novih materijala niske otpornosti, kažu znanstvenici.
Čitaj više:
Ne radi se o Zemlji: znanstvenici su objasnili zašto je Sunčev sustav najrjeđi
Dinosauri u bambusovim korzetima pronađeni su među artefaktima ekspedicije s početka dvadesetog stoljeća
Tvar iz "djedove brade" poboljšava pamćenje i rast neurona