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新型納米級探測器觀測發(fā)現(xiàn) 電子能像液體一樣流動

新研究有助催生低功率電子設(shè)備


  來源: 科技日報 時間:2019-12-12 編輯:清風(fēng)
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很長時間以來,科學(xué)家就預(yù)測,電子可像水一樣流動,但電子的這種行為一直未被觀察到?,F(xiàn)在,以色列科學(xué)家在最新一期《自然》雜志刊文稱,他們首次觀測到電子的這一奇特行為,這一最新研究有望催生低功率電子設(shè)備。


魏茲曼科學(xué)研究所的沙哈爾·伊拉尼教授說:“理論表明,液態(tài)電子可以做到其他類電子做不到的事情。但要獲得清晰而確鑿的證據(jù),證明電子的確可以形成液態(tài),我們希望能直接看到其流動的情形?!?


為使電子像液體一樣流動,需要一種更高級的導(dǎo)體,如石墨烯——單個原子厚的碳薄層。但讓石墨烯等材料內(nèi)的電子流可視化并非易事,因為做到這一點需要一項特殊技術(shù)。這種技術(shù)必須足夠“強大”,可以窺視材料內(nèi)部;同時又必須足夠“溫柔”,不會破壞電子流。


據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)10日報道,魏茲曼團隊開發(fā)出了這一技術(shù)。他們研制出一種由碳納米管晶體管制成的納米級探測器,該探測器可以前所未有的靈敏度對流動電子成像。約瑟夫·蘇爾皮齊奧博士說:“這種技術(shù)比其他方法至少靈敏1000倍,使我們能對以前只能間接研究的現(xiàn)象進行直接研究?!?


英國曼徹斯特大學(xué)的安德烈·吉姆教授團隊研制出了引導(dǎo)電子流動的石墨烯通道,類似于引導(dǎo)水流的管道。研究人員用碳納米管晶體管探測器對其進行觀察和成像,他們觀察到,石墨烯內(nèi)電子在通道中心流動得更快;在壁上流動得更慢。


研究人員指出,電子可像液體一樣流動,這有望催生新型電子設(shè)備,包括借助流體動力流降低電阻的低功率設(shè)備等。


研究人員解釋道:“鑒于計算中心和消費電子產(chǎn)品耗能越來越多,且氣候變化帶來的影響不斷加劇,找到使電子在電阻更小的情況下流動的方法勢在必行?!?


總編輯圈點


我們常說電流,那電流真的是電在流動嗎?教科書告訴我們,電流只是電荷的定向移動,是自由電子一個接一個的將能量傳遞出。我們一般也都把電流理解為一種形象化的說法,不會真的想去“看”電是怎么“流”的。但現(xiàn)在科學(xué)家證實,電子其實是可以像水流過管道一樣流動的,只是這種行為一直未被觀察到而已。其可視化后的一個最大用處,就是可以被利用來研發(fā)前所未有高效的電子設(shè)備。

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