Вязкая жидкость из электронов, текущая в графене

06.03.2023

Ученые впервые непосредственно измерили "жидкий поток" электронов в графене с нанометровым разрешением.

Физики из Университета Висконсина в Мадисоне наблюдали, как поток электронов превращается в аналог вязкой жидкости при столкновении с помехами внутри проводника.

Графен - двумерный материал из углерода толщиной в атом, расположенный в виде сот. Он представляет собой чистый электрический проводник, в котором электроны практически не ощущают сопротивления. Для эксперимента исследователи добавили в графен препятствия, расположенные на контролируемых расстояниях, а затем подали через него электрический ток.

"В исследовании мы показываем, как заряд течет вокруг примеси, и на самом деле видим, как эта примесь блокирует ток и вызывает сопротивление, чего раньше не делали, чтобы различать газообразный и жидкий потоки электронов", - говорит Зак Кребс, аспирант физического факультета Висконсина Университета Висконсина в Мэдисони и соавтор исследования

Исследование показало, что при температурах, близких к абсолютному нулю, электроны в графене ведут себя как газ: они двигаются по всем направлениям и чаще сталкиваются с помехами, чем взаимодействуют друг с другом. В этой ситуации сопротивление выше, и поток электронов относительно неэффективен, отмечают авторы работы.

Напротив, при более высоких температурах (около 77 К или -196 °С) электроны начинают взаимодействовать друг с другом, в результате они начинают двигаться подобно вязкой (ньютоновской) жидкости. Этот процесс напоминает реку, обтекающую скалу. При этом сопротивление в графене ниже, а поток электронов более эффективен. Физики установили, что вне зависимости от расстояния между препятствиями падение напряжения было гораздо ниже при температуре 77К, чем при 4K.

<< Назад: Приспособление для чистки обуви в авто 07.03.2023

>> Вперед: Очень ранние занятия негативно влияют на успеваемость студентов 06.03.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Теплозащитный экран для гиперзвуковых самолетов 05.02.2024 Китайские ученые из Университета Гуанчжоу представили инновационную керамику 9PHEB, предназначенную для использования в гиперзвуковых самолетах. Этот материал с уникальной структурой обладает выдающейся прочностью и теплоизоляционными свойствами, открывая новые перспективы в аэрокосмической индустрии. Ученые решают долгосрочную проблему поиска баланса между прочностью и теплоизоляцией в пористых керамических материалах. 9PHEB предлагает многомасштабный структурный дизайн, включающий ультрадисперсные поры, высококачественные интерфейсы на наноуровне и искажение кристаллической решетки на атомном уровне, что делает его идеальным выбором для гиперзвуковых технологий. Керамика обладает поразительной прочностью на сжатие, превосходящей показатели других пористых материалов, и демонстрирует высокую термическую стабильность. Проходя испытания на изоляцию и термостойкость, 9PHEB сохраняет свою прочность даже при экстремальных температурах, делая его весьма перспективным материалом для гиперзвуковых самолетов. Внедрение 9PHEB в различные области, такие как аэрокосмос, энергетика и химия, открывает новые возможности для использования его в следующем поколении гиперзвуковых технологий.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025