Teadlased on leidnud ülijuhi, milles elektronid hakkasid voolama nagu vesi torus
Bostoni kolledži uurimisrühm on loonud uue metallist ülijuhi NbGe2, milles selgus, et elektronid "voolavad" nagu vesi veetorus. Selgus, et vaadeldavas materjalis on elektronid näidatud teoreetilistest arvutustest raskemad.
Protsessi üksikasjalik uurimine näitas, et see efekt tuleneb interaktsioonist teiste osakestega, mille tõttu elektronid hakkavad ülekantud tähenduses "voolama".
Uus laboritöö ja selle tulemused
Uues teaduslikus uuringus kavatsesid teadlased katsetada varem välja toodud teoreetilist eeldust, mille kohaselt peaks olema elektron -foononi vedelik.
Foononid pole midagi muud kui materjali kristallvõre võnked. Sageli hajutavad elektronid foononid, mis annab nende osakeste tavapärase hajusa liikumise metallides.
Kuid uue teooria kohaselt suudavad elektronid foononitega tihedas interaktsioonis moodustada nn ühe elektroni - foonvedeliku. Just see "vedelik" voolab metalli kristallvõre sees sarnaselt tavalise torujuhtmeveega.
Teadlased uurisid elektronide juhtivust uues nioobiumil ja germaaniumil põhineval ülijuhil - NbGe2. Laboratoorsetes uuringutes kasutasid insenerid korraga kolme meetodit:
- Elektritakistuse määramine. Mõõtmised on näidanud, et elektronidel on suurem elektronide mass.
- Kombineeritud valguse hajumine. See uuringu versioon näitas, et kristallvõre vibratsiooni käitumises toimus muutus, mis osutus võimalikuks ainult tänu spetsiaalsele elektronide voolule.
- Röntgendifraktsioon. See meetod näitas materjali täpset kristallstruktuuri.
Lisaks õppisid teadlased niinimetatud kvantvõnkumistehnikat kasutades materjalis leiduvate elektronide masse. Selle tulemusena leiti, et elektronide mass kõigil trajektooridel oli oodatust kolm korda suurem.
Insenerid selgitasid kogu seda ebatavalist käitumist asjaoluga, et materjal sisaldab niinimetatud elektronide ja foonide interaktsiooni, mis andis osakeste "kaalumise" efekti. Samuti näitas see, et elektronide voog muutis oma käitumise osakeste tavapärasest hüdrodünaamiliseks.
Tulemused julgustasid teadlasi ja kavatsevad nüüd otsida uusi materjale, milles elektronid avalduvad ka "vedelikuna".
Lisaks pühendatakse osa jõududest "elektroonilise vee" juhtimise võimaluste leidmisele, et tulevikus luua põhimõtteliselt uusi elektroonilisi seadmeid, mis põhineksid uuel efektil.
Teadlased on jaganud tehtud töö tulemusi ajakirja Nature Communications lehtedel.
Kui teile materjal meeldis, hinnake seda ja ärge unustage kanalit tellida. Täname tähelepanu eest!