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    電子真能像水一樣流動 或催生低功率電子設備

    來源:科技日報      時間:2019-12-12 12:05   瀏覽量:18094

    眼見為實:電子真能像水一樣流動

    新研究有助催生低功率電子設備

    像水一樣流動的電子(藝術圖)。

    圖片來源:以色列魏茲曼科學研究所

    很長時間以來,科學家就預測,電子可像水一樣流動,但電子的這種行為一直未被觀察到。現在,以色列科學家在最新一期《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備。

    魏茲曼科學研究所的沙哈爾·伊拉尼教授說:“理論表明,液態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,證明電子的確可以形成液態,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體,如石墨烯——單個原子厚的碳薄層。但讓石墨烯等材料內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。這種技術必須足夠“強大”,可以窺視材料內部;同時又必須足夠“溫柔”,不會破壞電子流。

    據物理學家組織網10日報道,魏茲曼團隊開發出了這一技術。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象進行直接研究。”

    英國曼徹斯特大學的安德烈·吉姆教授團隊研制出了引導電子流動的石墨烯通道,類似于引導水流的管道。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備,包括借助流體動力流降低電阻的低功率設備等。

    研究人員解釋道:“鑒于計算中心和消費電子產品耗能越來越多,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。但現在科學家證實,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前所未有高效的電子設備。

    (記者劉霞)

    【責任編輯:歐陽雪】
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