Главная / Ученые обнаружили, каким образом перемещаются электроны в графене 19.02.2016 |
|
Электроны, как известно, перемещаются через металлы подобно пулям, отражаясь только при несовершенствах в самих металлах, но в графене они перемещаются подобной очень вязкой жидкости, как было обнаружено учеными университета Манчестера.
Возможность высоковязкого потока электронов в металлах была предсказана еще несколько десятилетий назад, но, несмотря на многочисленные усилия, никогда не наблюдалась до сих пор. Наблюдение и изучение этого эффекта позволяет лучше понять противоречащее поведение взаимодействующих частиц, где не хватает опытных знаний и развитых математических методов.
Графен, впервые исследованный десять лет назад группой в Университете Манчестера, известен своими многочисленными превосходными свойствами - в частности, исключительно высокой электропроводностью. Широко распространено мнение, что электроны в графене могут перемещаться подобно пулям или бильярдным шарам, рассеиваясь только на границах графена или других дефектах.
Реальность оказалась совсем другой, как было установлено Манчестерской группой в сотрудничестве с итальянскими исследователями. Они отметили, что электрический ток в графене не протекал вдоль приложенного электрического поля, как в других материалах, а вместо это проходил в обратном направлении, формируя вихри в тех местах, где появились круговые токи. Подобное поведение уже знакомо для обычных жидкостей, таких как вода, которая образует водоворот при обтекании препятствий - например, в реках.
Ученые измерили вязкость странной новой «жидкости» в графене, состоящей не из молекул воды, а из электронов. К удивлению исследователей, электронная жидкость может быть в 100 раз более вязкой, чем мед, даже при комнатной температуре.
Их научный прорыв является важным для понимания того, как материалы работают на повышение меньших размеров, требуемые полупроводниковой промышленности, поскольку такие водовороты с более высокой вероятностью появляются в микроуровне и наноуровне. Наблюдение также ставит под вопрос нынешнее понимание физики металлов с высокой проводимостью, особенно самого графена.
Одновременное существование таких несовместимых на первый взгляд свойств, где электроны ведет себя как пули и жидкость в одном и той же материала побуждает к коренному переосмыслению о понимании свойств материалов.
|
|