Личный кабинет
Как и вода, так и электрический ток состоят из отдельных частиц и при некоторых условиях можно ожидать, что обе эти субстанции будут течь схожими способами. Однако, молекулы воды достаточно велики, они постоянно подталкивают друг друга, вынуждая поток двигаться в одном направлении. Электроны же, из которых состоит электрический ток, намного меньше и легче, и это означает, что они должны оказывать друг на друга гораздо меньшее влияние во время движения.
Однако, как было предсказано теоретически в свое время, при температурах, близких к абсолютному нолю и в среде некоторых особо чистых материалов, в кристаллических решетках которых отсутствуют дефекты, некоторые из странных эффектов квантовой механики превращают поток электронов в поток электронной жидкости, имеющей весьма высокую вязкость, сравнимую с вязкостью меда.
И если бы ученым удалось использовать это в своих целях, это привело бы к появлению высокоэффективных электронных устройств, внутри которых течет поток электронной жидкости, практически не встречающий сопротивления.
Во время исследований, ученые из Массачусетса наблюдали четкие признаки возникновения электронных водоворотов, что в свою очередь указывало на формирование электронной жидкости. Для этого они использовали кристалл дителлурида вольфрама высокой частоты, которому была придана особая форма.
Дителлурид вольфрама достаточно часто используется в различных квантовых технологиях из-за того, что в его среде электроны достаточно сильно взаимодействуют друг с другом и ведут себя в большей степени, как волны, нежели частицы, — пишут исследователи, — Кроме этого, весьма просто можно получить кусочки этого материала очень высокой чистоты.
В кристалле дителлурида вольфрама ученые вытравили узкий канал с круглыми камерами по разные стороны этого канала. Через кристалл был пропущен электрический ток и были произведены измерения самых различных величин – силы тока, напряженности электрического и магнитного полей, и т.п. В обычных токопроводящих материалах, в таких как золото, электроны текут всегда в одном общем направлении, они заполняют камеры равномерно и снова возвращаются в центральный токопроводящий канал. Но в среде дителлурида вольфрама электроны, попав к круглые камеры, закрутились, образовав электронный водоворот, в результате чего направление их движения постоянно изменялось от правильного к обратному.
Такие электронные водовороты и завихрения давно были описаны в теории. Но у нас до последнего времени не имелось экспериментальных подтверждений существования подобных образований, — пишут исследователи, — Сейчас мы увидели все ясные признаки нового режима движения электронов, при котором поток ведет себя, словно поток жидкости, а не поток из отдельных невзаимосвязанных частиц.
В настоящее время ученые пытаются изучить данное явление более глубоко и найти возможности для его применения в области электроники.
Загрузка