I fisici dell'Università del Wisconsin-Madison hanno osservato come il flusso di elettroni si trasforma in un analogo
Il grafene è un materiale di carbonio bidimensionale con uno spessorein un atomo disposto secondo uno schema a nido d'ape. È un conduttore elettrico puro in cui gli elettroni non incontrano praticamente alcuna resistenza. Per il loro esperimento, i ricercatori hanno aggiunto ostacoli a distanze controllate al grafene e poi hanno applicato una corrente elettrica attraverso di esso.
Nello studio, mostriamo come scorre la caricaintorno all'impurità, e infatti vediamo come questa impurità blocchi la corrente e provochi resistenza, cosa che prima non si faceva, per distinguere tra flussi di elettroni gassosi e liquidi.
Zach Krebs, studente laureato presso il Dipartimento di Fisica dell'Università del Wisconsin-Madison e coautore dello studio
Lo studio ha dimostrato che a temperaturevicino allo zero assoluto, gli elettroni nel grafene si comportano come un gas: si muovono in tutte le direzioni e si scontrano con ostacoli più spesso di quanto non interagiscano tra loro. In questa situazione, la resistenza è maggiore e il flusso di elettroni è relativamente inefficiente, osservano gli autori.
Mappa termica della posizione degli elettroni nel grafenemostra che a temperature più basse (a sinistra), gli elettroni si scontrano con le impurità più spesso (cerchi) e relativamente meno passano attraverso il canale tra di loro. A temperature più elevate (a destra), il flusso di elettroni diventa "liquido", ha meno probabilità di rimanere bloccato nelle impurità e passa meglio attraverso il canale. Immagine: Università del Wisconsin-Madison
Al contrario, a temperature più elevate (ca.77 K, o –196 °C) gli elettroni iniziano a interagire tra loro, di conseguenza iniziano a muoversi come un fluido viscoso (newtoniano). Questo processo ricorda un fiume che scorre attorno a una roccia. Allo stesso tempo, la resistenza del grafene è inferiore e il flusso di elettroni è più efficiente. I fisici hanno scoperto che, indipendentemente dalla distanza tra gli ostacoli, la caduta di tensione era molto inferiore a 77 K che a 4 K.
I risultati di questo studio aiuteranno nello sviluppo di nuovi materiali a bassa resistenza, affermano gli scienziati.
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