ウィスコンシン大学マディソン校の物理学者は、電子の流れがどのようにアナログに変化するかを観察した
グラフェンは、厚みのある二次元炭素材料です。ハニカムパターンに配置された原子に。これは、電子が実質的に抵抗を受けない純粋な電気伝導体です。彼らの実験では、研究者は制御された距離でグラフェンに障害物を追加し、電流を流しました。
この研究では、電荷がどのように流れるかを示しています実際、この不純物がどのように電流をブロックし、ガス状の電子の流れと液体の電子の流れを区別するために以前には行われなかった抵抗を引き起こすかがわかります。
ウィスコンシン大学マディソン校の物理学科の大学院生であり、この研究の共著者である Zach Krebs 氏
研究は、温度で絶対零度に近づくと、グラフェン内の電子は気体のように振る舞います。それらはあらゆる方向に移動し、互いに相互作用するよりも頻繁に障害物と衝突します。この状況では、抵抗が高くなり、電子の流れは比較的非効率的である、と著者らは指摘している。
グラフェンの電子の位置のヒート マップは、温度が低いと (左)、電子が不純物とより頻繁に衝突し (円)、それらの間のチャネルを通過する電子の数が相対的に少なくなることを示しています。より高い温度 (右) では、電子の流れは「液体」になり、不純物に閉じ込められる可能性が低くなり、チャネルをより適切に通過します。画像: ウィスコンシン大学マディソン校
逆に、より高い温度（約 100℃）では、77 K、または –196 °C) の電子は互いに相互作用し始め、その結果、粘性 (ニュートン) 流体のように動き始めます。このプロセスは、岩の周りを流れる川に似ています。同時に、グラフェンの抵抗は低くなり、電子の流れはより効率的になります。物理学者は、障害物間の距離に関係なく、77 K では 4 K よりも電圧降下がはるかに低いことを発見しました。
この研究の結果は、低抵抗の新しい材料の開発に役立つだろう、と科学者は言います。
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