眼見為實:電子真能像水一樣流動!|總編輯圈點

2019-12-11 14:45:28 來源: 科技日報 作者: 劉霞

科技日報記者劉霞

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?,F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。


電子像水一樣流動的藝術圖。

圖片來源:以色列魏茲曼科學研究所

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?!?/p>

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,魏茨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?!?/p>

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,就像水流過管道一樣。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,他們的研究表明,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?!?/p>

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。

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責任編輯: 常麗君
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