【48812】石墨烯中发现“超级弹性”电子推翻物理学知识

时间: 2024-04-24 20:07:21 |   作者: 新闻中心

  科技日报北京8月23日电（记者房琳琳）物理学家组织网23日报导称，因成功制备单原子层厚石墨烯而取得诺贝尔物理学奖的安德烈·海姆团队，调查到电子在石墨烯中违反知识的运动行为及导电机制，并论述了对这种导电资料的物理学特性的全新知道。效果发布在最新一期《天然·物理学》杂志上。

  石墨烯导电功能比铜高，部分原因首要在于其一起的二维结构。在大多数金属中，电导率遭到晶体缺陷的约束，当电子经过资料时，会像台球相同频频散射。纳米电子输运理论中，兰道尔-布蒂克电导公式对此类弹性电子散射特性的描绘标明，正常导电资料要提高导电率，面对苛刻的约束。

  但海姆领导的英国曼彻斯特大学研讨团队的最新效果显现，这一根本约束可能在石墨烯资料中被打破。在英国国家石墨烯研讨所进行的试验调查，供给了对石墨烯中电子流的特别行为的根本了解。包含曼彻斯特大学在内的三个不同团队的试验标明，在某些温度下，电子互相磕碰，竟开端频频地像黏性液体相同活动。

  海姆表明：“教科书说，额定的妨碍总是发生额定的电阻，但在这样的一种情况下，跟着温度的升高，电子散射引起的妨碍实际上却下降了电阻，电子像液体那样活动的速度竟比在真空中自在传达还快，这种一起现象彻底违反了直觉！”

  一般散射事情会下降资料导电性，但此次调查成果推翻知识——一些电子黏滞在石墨烯晶体边际邻近，其动能耗散最高，移动也最缓慢；一起，它们维护接近的电子免于磕碰这些区域，导致另一些电子因为这些“朋友”的帮助，弹性变得超级好，活动起来顺利无比，传导功能骤增。

  更重要的是，经过研讨电阻怎么随气温改变，科学家发现了一个新的物理量——黏性电导，对其进行的重复测验甚至定性研讨，都非常有利于辅导未来纳米级电子电路的规划，有利于对石墨烯资料的深化了解。

  这无疑是石墨烯研讨进程中的严重发现！几十年前，科学家就在讨论，金属中高度黏性电子的活动可能性。上一年2月，海姆团队发现，石墨烯中的电子在常温下一起兼具弹性和黏性。前者用于描绘电子散射状况，后者则为电子活动才能“背书”。现在，本不相容的性质，持续在石墨烯中“荣辱与共”，一起书写微观世界的“神话”。