Electron chảy như chất lỏng. Thư viện kỹ thuật miễn phí

TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, SỰ PHÁT TRIỂN TRONG ĐIỆN TỬ
Thư viện kỹ thuật miễn phí / nguồn cấp tin tức

Các electron chảy như một chất lỏng

20.09.2017

Trong các thí nghiệm mới nhất của mình, các nhà khoa học tại Viện Graphene thuộc Đại học Manchester đã phát hiện ra các điều kiện mà các electron di chuyển qua graphene hoạt động theo một cách rất bất thường. Sự chuyển động cụ thể này của các electron giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về các quá trình vật lý trong vật liệu dẫn điện và trong tương lai gần, những quá trình tương tự này có thể được sử dụng để phát triển các mạch điện tử nano cho các chip máy tính thế hệ tiếp theo nhanh và hiệu suất cao.

Ở hầu hết các kim loại, tính dẫn điện bị giới hạn bởi số lượng khuyết tật trong mạng tinh thể của chúng, khiến các electron phân tán, va đập vào chúng như những quả bóng bi-a. Vì vậy, graphene, do cấu trúc "hai chiều" của nó, dẫn điện tốt hơn nhiều so với bất kỳ kim loại nào. Ngoài ra, trong một số kim loại nguyên chất và các vật liệu khác có cấu trúc tinh thể có trật tự, bao gồm graphene, các electron có thể vượt qua khoảng cách cỡ micromet mà không bị tán xạ do cái gọi là chuyển động đạn đạo. Các thông số của chuyển động như vậy xác định độ dẫn điện tối đa có thể có của vật liệu, được gọi là giới hạn cơ bản của Landauer.

Tuy nhiên, dữ liệu thu được trong các thí nghiệm đã cho phép các nhà khoa học kết luận rằng quy luật xác định giới hạn Landauer cơ bản không được quan sát trong môi trường graphene trong một số điều kiện nhất định. Và một cơ chế rất khác thường là nguyên nhân gây ra điều này, nó liên quan trực tiếp đến lĩnh vực vật lý tương đối mới gọi là thủy động lực học điện tử (electron hydrodynamics).

Lĩnh vực động lực học chất lỏng electron chỉ xuất hiện vào năm ngoái sau khi các nhà khoa học từ Đại học Manchester và các tổ chức khoa học khác chỉ ra rằng ở một nhiệt độ nhất định của vật liệu, các electron chuyển động trong nó bắt đầu va chạm với nhau thường xuyên đến mức dòng electron bắt đầu chảy như dòng chất lỏng, không có hệ số nhớt nhỏ nhất. Và trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã chỉ ra rằng sự hiện diện của "chất lỏng điện tử" nhớt này mang lại cho vật liệu độ dẫn điện cao hơn so với chuyển động của các electron.

Hiện tượng được các nhà khoa học phát hiện khá nghịch lý. Thật vậy, trong quá trình va chạm của các electron, chúng tương tác và tán xạ, theo lý thuyết, sẽ làm suy yếu tính dẫn điện của vật liệu. Nhưng sự gia tăng độ dẫn điện của vật liệu xảy ra do thực tế là các điện tử được chia thành hai phần có điều kiện, giống như một dòng nước chảy trong một con sông. Những electron chuyển động gần các cạnh của mạng tinh thể sẽ mất động lượng và chậm lại. Nhưng, đồng thời, chúng hoạt động như một lớp bảo vệ chống lại sự va chạm của các electron di chuyển giữa dòng. Và những electron này đã di chuyển dọc theo quỹ đạo siêu đạn đạo bên trong "kênh" được tạo ra bởi các electron cực.

Ngài Andrew Game cho biết: “Chúng tôi biết từ môn vật lý học rằng cấu trúc của vật liệu càng rối loạn, thì điện trở của nó càng lớn, Trong trường hợp này, các electron bắt đầu chuyển động như một chất lỏng và tốc độ của chất lỏng này vượt quá tốc độ của các electron có cùng năng lượng trong chân không.

Các nhà khoa học đã tiến hành một loạt thí nghiệm trong đó đo độ dẫn điện của graphene ở nhiều nhiệt độ khác nhau. So sánh độ dẫn điện của graphene nguyên chất và graphene pha tạp, có đặc tính dẫn điện kim loại rõ ràng, cho phép các nhà khoa học tính toán với độ chính xác cao một đại lượng vật lý mới gọi là độ dẫn nhớt. Và điều đáng chú ý nhất, dữ liệu thực nghiệm thu thập được thực tế trùng khớp với dữ liệu thu được trong quá trình tính toán các mô hình toán học tương ứng.

<< Quay lại: Tất cả muối biển đều bị ô nhiễm nhựa 21.09.2017

>> Chuyển tiếp: Phiên bản nhỏ gọn của Supercharger cho thành phố 20.09.2017

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Sự tồn tại của quy luật entropy cho sự vướng víu lượng tử đã được chứng minh 09.05.2024

Cơ học lượng tử tiếp tục làm chúng ta ngạc nhiên với những hiện tượng bí ẩn và những khám phá bất ngờ. Gần đây, Bartosz Regula từ Trung tâm Điện toán Lượng tử RIKEN và Ludovico Lamy từ Đại học Amsterdam đã trình bày một khám phá mới liên quan đến sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với entropy. Sự vướng víu lượng tử đóng một vai trò quan trọng trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử hiện đại. Tuy nhiên, sự phức tạp trong cấu trúc của nó khiến cho việc hiểu và quản lý nó trở nên khó khăn. Khám phá của Regulus và Lamy chứng tỏ rằng sự vướng víu lượng tử tuân theo một quy luật entropy tương tự như quy luật đối với các hệ cổ điển. Khám phá này mở ra những góc nhìn mới trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử, giúp chúng ta hiểu sâu hơn về sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với nhiệt động lực học. Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng đảo ngược của các phép biến đổi vướng víu, điều này có thể đơn giản hóa đáng kể việc sử dụng chúng trong các công nghệ lượng tử khác nhau. Mở một quy tắc mới ... >>

Điều hòa mini Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Mùa hè là thời gian để thư giãn và du lịch, nhưng thường thì cái nóng có thể biến thời gian này thành một sự dày vò không thể chịu đựng được. Gặp gỡ sản phẩm mới của Sony - điều hòa mini Reon Pocket 5, hứa hẹn sẽ mang đến mùa hè thoải mái hơn cho người dùng. Sony vừa giới thiệu một thiết bị độc đáo - máy điều hòa mini Reon Pocket 5, giúp làm mát cơ thể trong những ngày nắng nóng. Với nó, người dùng có thể tận hưởng sự mát mẻ mọi lúc, mọi nơi chỉ bằng cách đeo nó quanh cổ. Máy điều hòa mini này được trang bị tính năng tự động điều chỉnh các chế độ vận hành cũng như cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Nhờ công nghệ tiên tiến, Reon Pocket 5 điều chỉnh hoạt động tùy thuộc vào hoạt động của người dùng và điều kiện môi trường. Người dùng có thể dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ bằng ứng dụng di động chuyên dụng được kết nối qua Bluetooth. Ngoài ra, còn có áo phông và quần short được thiết kế đặc biệt để thuận tiện, có thể gắn một chiếc điều hòa mini. Thiết bị có thể ồ ... >>

Năng lượng từ không gian cho Starship 08.05.2024

Sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian ngày càng trở nên khả thi hơn với sự ra đời của các công nghệ mới và sự phát triển của các chương trình không gian. Người đứng đầu công ty khởi nghiệp Virtus Solis chia sẻ tầm nhìn của mình về việc sử dụng Starship của SpaceX để tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo có khả năng cung cấp năng lượng cho Trái đất. Startup Virtus Solis đã tiết lộ một dự án đầy tham vọng nhằm tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo sử dụng Starship của SpaceX. Ý tưởng này có thể thay đổi đáng kể lĩnh vực sản xuất năng lượng mặt trời, khiến nó trở nên dễ tiếp cận hơn và rẻ hơn. Cốt lõi trong kế hoạch của startup là giảm chi phí phóng vệ tinh lên vũ trụ bằng Starship. Bước đột phá công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp việc sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian trở nên cạnh tranh hơn với các nguồn năng lượng truyền thống. Virtual Solis có kế hoạch xây dựng các tấm quang điện lớn trên quỹ đạo, sử dụng Starship để cung cấp các thiết bị cần thiết. Tuy nhiên, một trong những thách thức quan trọng ... >>

Phương pháp mới để tạo ra pin mạnh mẽ 08.05.2024

Với sự phát triển của công nghệ và việc sử dụng ngày càng rộng rãi các thiết bị điện tử, vấn đề tạo ra nguồn năng lượng hiệu quả và an toàn ngày càng trở nên cấp thiết. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Queensland vừa tiết lộ một phương pháp mới để tạo ra pin kẽm công suất cao có thể thay đổi cục diện của ngành năng lượng. Một trong những vấn đề chính của pin sạc gốc nước truyền thống là điện áp thấp, điều này hạn chế việc sử dụng chúng trong các thiết bị hiện đại. Nhưng nhờ một phương pháp mới được các nhà khoa học phát triển nên nhược điểm này đã được khắc phục thành công. Là một phần trong nghiên cứu của họ, các nhà khoa học đã chuyển sang một hợp chất hữu cơ đặc biệt - catechol. Nó hóa ra là một thành phần quan trọng có thể cải thiện độ ổn định của pin và tăng hiệu quả của nó. Cách tiếp cận này đã làm tăng đáng kể điện áp của pin kẽm-ion, khiến chúng trở nên cạnh tranh hơn. Theo các nhà khoa học, loại pin như vậy có một số ưu điểm. Họ có b ... >>

Nồng độ cồn của bia ấm 07.05.2024

Bia, là một trong những đồ uống có cồn phổ biến nhất, có hương vị độc đáo riêng, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ tiêu thụ. Một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra rằng nhiệt độ bia có tác động đáng kể đến nhận thức về mùi vị rượu. Nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu Lei Jiang dẫn đầu đã phát hiện ra rằng ở nhiệt độ khác nhau, các phân tử ethanol và nước hình thành các loại cụm khác nhau, ảnh hưởng đến nhận thức về mùi vị rượu. Ở nhiệt độ thấp, nhiều cụm giống kim tự tháp hình thành hơn, làm giảm vị cay nồng của "etanol" và làm cho đồ uống có vị ít cồn hơn. Ngược lại, khi nhiệt độ tăng lên, các cụm trở nên giống chuỗi hơn, dẫn đến mùi cồn rõ rệt hơn. Điều này giải thích tại sao hương vị của một số đồ uống có cồn, chẳng hạn như rượu baijiu, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ. Dữ liệu thu được mở ra triển vọng mới cho các nhà sản xuất đồ uống, ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Bộ lập trình bộ nhớ BK PRECISION 848 17.06.2005

Bộ lập trình bộ nhớ Model 848 mới của BK PRECISION cho phép bạn thực hiện tất cả các hoạt động của ROM (đọc, sao chép, lập trình, ghi jumper).

Bộ lập trình có giá thành rẻ, có khe cắm chip nhớ tiện lợi, cổng giao tiếp máy in song song. Để điều khiển các chương trình, có một kết nối với PC có bất kỳ hệ điều hành Windows nào.

Thấy hết Lưu trữ tin khoa học công nghệ, điện tử mới

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web