Физики из Института имени Вейцмана в Израиле были изображены электроны текут вязко через наноустройство, просто как вода течет через трубу. Давно предсказывали, но только теперь визуализируется впервые, это интересно новое поведение для электронов имеет важные последствия для будущих электронных устройств.
От ревущих волн бурлящих водоворотов, поток жидкости может быть чрезвычайно богатой. Такие разнообразные явления являются результатом многочисленных столкновений, которые происходят между частицами, которые составляют жидкости, и описывается физика гидродинамика. Однако, несмотря на то, что отрицательно заряженные электроны обычно пропускают через проводник как газ в рандомизированном моды практически без отражения друг друга. Это происходит потому, что большинство проводников изготовлены из материалов, которые крайне беспорядочно, и электроны текут внутри сталкиваются чаще с много примесей и несовершенств. Чтобы заставить электроны течь, как жидкость, необходимо более продвинутый проводник, например, графен — в один атом толщиной листа углерода, который может быть выполнен исключительно чистым. «Теорий предполагают, что жидкая электронов может выполнять крутые подвиги, что их баллистические или диффузионными аналогами нельзя. Но, чтобы получить четкое доказательство того, что электроны действительно могут образовывать жидкого состояния, мы хотели, чтобы непосредственно визуализировать их потока», — сказал профессор Шахаль Ilani, руководитель команды Вейцмана в отделе физики конденсированных сред.
Визуализация гидродинамических потоков электронов в материал, как графен не прост, хотя, как он требует специальной техники, достаточно одновременно мощными, чтобы заглянуть внутрь материала, но при этом достаточно мягкое, чтобы избежать срыва потока электронов. Команда Вайцмана создали такую технику, которую они недавно опубликовали в Nature нанотехнологии. Они изготовили наноразмерное детектор, построенный из транзистор из углеродных нанотрубок, которые могут изображения свойства пропускать электроны с беспрецедентной чувствительностью. «Наш метод, по крайней мере, в 1000 раз более чувствительны, чем альтернативные методы, что позволяет нам явления изображения, которые раньше могли быть лишь косвенно изучал», — сказал д-р Джозеф Sulpizio, от Вейцмана.
В их новой бумаге, теперь опубликованы в Nature, исследователи Вейцмана применили новый метод воображения для того чтобы государство-оф-искусство графеновых устройств, выпускаемых группой профессора Андре гейма в Университете Манчестера. Эти устройства формируются в каналы, которые направляют свободные электроны, подобно тому, как труба направляет поток воды. И подобно тому, как вода течет через трубы, электроны в графене наблюдается течь быстрее в центре каналы и медленнее на стенах, который является визитной карточкой гидродинамических потоков.
Эта работа свидетельствует о том, что модели обычного жидкости может быть повторено электронов. Это может оказаться полезным для создания новых типов электронных устройств, в том числе маломощных устройств, в которых гидродинамических потоков снижает электрическое сопротивление. «Вычислительные центры и потребительской электроники, пожирая все большее количество энергии, и в свете изменения климата, то необходимо найти способы сделать так, что электроны начинают двигаться с меньшим сопротивлением,» сказал д-р Лиор Элла от Вайцмана.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!