Фізики з Вісконсинського університету в Мадісоні спостерігали, як потік електронів перетворюється на аналог
Графен - двомірний матеріал з вуглецю завтовшкив атом, розташований у вигляді сот. Він є чистим електричним провідником, у якому електрони практично не відчувають опору. Для свого експерименту дослідники додали до графену перешкоди, розташовані на контрольованих відстанях, а потім подали через нього електричний струм.
У дослідженні ми показуємо як заряд теченавколо домішки, і насправді бачимо, як ця домішка блокує струм і викликає опір, чого раніше не робили, щоб розрізняти газоподібний та рідкий потоки електронів.
Зак Кребс, аспірант фізичного факультету Вісконсінського університету в Мадісоні та співавтор дослідження
Дослідження показало, що при температурах,близьких до абсолютного нуля, електрони в графені поводяться як газ: вони переміщаються у всіх напрямках і частіше стикаються з перешкодами, ніж взаємодіють один з одним. У цій ситуації опір вищий і потік електронів щодо неефективний, зазначають автори роботи.
Теплова карта розташування електронів у графеніпоказує, що при нижчій температурі (ліворуч) електрони частіше стикаються з домішками (кухлі), і відносно менша їх кількість проходить через канал між ними. При більш високих температурах (праворуч) потік електронів стає рідким, рідше застряє в домішках і краще проходить по каналу. Зображення: University of Wisconsin-Madison
Навпаки, при вищих температурах (біля77 К, або –196 °С) електрони починають взаємодіяти один з одним, в результаті вони починають рухатися подібно до в'язкої (ньютонівської) рідини. Цей процес нагадує річку, що обтікає скелю. При цьому опір у графені нижче, а потік електронів ефективніший. Фізики встановили, що незалежно від відстані між перешкодами падіння напруги було набагато нижче за температури 77 К, ніж при 4 K.
Результати цього дослідження допоможуть у розробці нових матеріалів із низьким опором, вважають вчені.
Читати далі:
Справа не в Землі: вчені пояснили, чому Сонячна система є найрідкіснішою
Динозаврів у бамбукових корсетах знайшли серед артефактів експедиції початку ХХ століття
Речовина з «дідової бороди» покращує пам'ять та зростання нейронів.