Viskonsino-Madisono universiteto fizikai stebėjo, kaip elektronų srautas virsta analogu
Grafenas yra dvimatė anglies medžiaga, kurios storisį atomą, išsidėsčiusį korio pavidalu. Tai grynas elektros laidininkas, kuriame elektronai praktiškai nepatiria pasipriešinimo. Savo eksperimento metu mokslininkai pridėjo kliūčių kontroliuojamais atstumais prie grafeno ir tada panaudojo per jį elektros srovę.
Tyrime parodome, kaip teka krūvisaplink priemaišą, o iš tikrųjų matome, kaip ši priemaiša blokuoja srovę ir sukelia pasipriešinimą, ko anksčiau nebuvo daroma, siekiant atskirti dujinius ir skystuosius elektronų srautus.
Zachas Krebsas, Viskonsino-Madisono universiteto Fizikos katedros absolventas ir tyrimo bendraautoris
Tyrimas parodė, kad esant temperatūraiarti absoliutaus nulio, elektronai grafene elgiasi kaip dujos: jie juda visomis kryptimis ir dažniau susiduria su kliūtimis, nei sąveikauja tarpusavyje. Šioje situacijoje pasipriešinimas yra didesnis, o elektronų srautas yra gana neefektyvus, pažymi autoriai.
Elektronų išsidėstymo grafene šilumos žemėlapisrodo, kad žemesnėje temperatūroje (kairėje) elektronai dažniau susiduria su priemaišomis (apskritimais), ir santykinai mažiau jų praeina kanalu tarp jų. Esant aukštesnei temperatūrai (dešinėje), elektronų srautas tampa „skystas“, mažiau linkęs įstrigti priemaišose ir geriau prasiskverbti pro kanalą. Vaizdas: Viskonsino universitetas – Madisonas
Priešingai, esant aukštesnei temperatūrai (apie.77 K arba –196 °C) elektronai pradeda sąveikauti vienas su kitu, todėl pradeda judėti kaip klampus (niutono) skystis. Šis procesas primena aplink uolą tekančią upę. Tuo pačiu metu grafeno varža yra mažesnė, o elektronų srautas yra efektyvesnis. Fizikai nustatė, kad nepaisant atstumo tarp kliūčių, esant 77 K, įtampos kritimas buvo daug mažesnis nei esant 4 K.
Šio tyrimo rezultatai padės kurti naujas mažai atsparias medžiagas, teigia mokslininkai.
Skaityti daugiau:
Tai ne apie Žemę: mokslininkai paaiškino, kodėl Saulės sistema yra rečiausia
Dinozaurai bambukiniuose korsetuose buvo rasti tarp XX amžiaus pradžios ekspedicijos artefaktų
Medžiaga iš „senelio barzdos“ gerina atmintį ir neuronų augimą