Viskonsinas-Medisonas universitātes fiziķi novēroja, kā elektronu plūsma pārvēršas analogā
Grafēns ir divdimensiju oglekļa materiāls ar biezumupar atomu, kas sakārtots šūnveida veidā. Tas ir tīrs elektrības vadītājs, kurā elektroniem praktiski nav pretestības. Savam eksperimentam pētnieki pievienoja grafēnam šķēršļus kontrolētos attālumos un pēc tam caur to izmantoja elektrisko strāvu.
Pētījumā mēs parādām, kā lādiņš plūstap piemaisījumu, un patiesībā mēs redzam, kā šis piemaisījums bloķē strāvu un izraisa pretestību, kas iepriekš netika darīts, lai atšķirtu gāzveida un šķidro elektronu plūsmas.
Zaks Krebs, Viskonsinas-Medisonas Universitātes Fizikas katedras absolvents un pētījuma līdzautors
Pētījums parādīja, ka temperatūrātuvu absolūtai nullei, elektroni grafēnā uzvedas kā gāze: tie pārvietojas visos virzienos un biežāk saduras ar šķēršļiem, nekā mijiedarbojas viens ar otru. Šajā situācijā pretestība ir lielāka un elektronu plūsma ir salīdzinoši neefektīva, atzīmē autori.
Siltuma karte par elektronu atrašanās vietu grafēnāparāda, ka zemākā temperatūrā (pa kreisi) elektroni biežāk saduras ar piemaisījumiem (apļi), un salīdzinoši mazāk no tiem iziet caur kanālu starp tiem. Augstākā temperatūrā (pa labi) elektronu plūsma kļūst "šķidra", mazāka iespēja iestrēgt piemaisījumos un labāk iziet cauri kanālam. Attēls: Viskonsinas Universitāte – Medisona
Gluži pretēji, augstākā temperatūrā (apm.77 K jeb –196 °C) elektroni sāk mijiedarboties viens ar otru, kā rezultātā tie sāk kustēties kā viskozs (Ņūtona) šķidrums. Šis process atgādina upi, kas plūst ap akmeni. Tajā pašā laikā grafēna pretestība ir mazāka, un elektronu plūsma ir efektīvāka. Fiziķi atklāja, ka neatkarīgi no attāluma starp šķēršļiem sprieguma kritums bija daudz mazāks pie 77 K nekā pie 4 K.
Šī pētījuma rezultāti palīdzēs izstrādāt jaunus materiālus ar zemu pretestību, norāda zinātnieki.
Lasīt vairāk:
Tas nav par Zemi: zinātnieki paskaidroja, kāpēc Saules sistēma ir visretākā
Dinozauri bambusa korsetēs tika atrasti starp divdesmitā gadsimta sākuma ekspedīcijas artefaktiem
Viela no "vectēva bārdas" uzlabo atmiņu un neironu augšanu