Физики из Массачусетского технологического института и Научного института Вейцмана наблюдали, как электроны движутся в вихрях или водоворотах.
Во время работы команда изучила проводники из теллурида вольфрама, последний проявляет свойства вейлевских полуметаллов.
Вейлевский полуметалл — это трехмерный аналог графена, двумерного кристалла с уникальными свойствами. В этом материале возникают рассеяния электронов на крупномасштабных шероховатостях поверхности проводника. Последние происходят под малыми углами и не меняют их энергию. Этот процесс создает эффективную вязкость, поэтому ток начинает двигаться как электронная жидкость.
Чтобы увидеть вихри этой жидкости, физики создали серию образцов, толщиной от 23 до 48 нанометров, в виде полосы с двумя соприкасающимися с ней усеченными окружностями.
Ширина полосы была равна 550 нанометрам, радиус окружностей — 900 нанометрам. Ширина контакта между окружностями и полосой была разной и определялась угловой апертурой. Авторы также изготавливали контрольные образцы из золота такой же формы.
Затем они пропустили ток через каждый образец при температуре -267°C и измерили ток в определенных точках. Для этого авторы использовали сканирующее сверхпроводящее квантовое устройство (SQUID). Они измеряет магнитные поля с чрезвычайно высокой точностью. Так команда смогла детально наблюдать, как электроны текут по узорным каналам в каждом материале.
Во время работы авторы заметили, что электроны, проходящие в золотых образцах, не меняли направление, даже когда часть тока проходила через каждую боковую камеру. А вот электроны, проходящие через дителлурид вольфрама, двигались по каналу и закручивались в каждую боковую камеру.
Электроны создавали небольшие водовороты в каждой камере, прежде чем вытекать обратно в основной канал.
Физикам удалось экспериментально подтвердить фундаментальное свойство поведения электронов.
Читать далее:
Марсоход показал «Зачарованное озеро» в кратере Езеро: ученые мечтали об этом 4 года
Черная дыра в Галактике подтвердила правоту Эйнштейна. Главное
Ученые нашли «ящик Пандоры» в недрах Земли: энергия оттуда питает жизнь на планете