Электроны в графене разогнали до 22 км/с, изучая «свободные» движения частиц

Исследователи картировали квазибаллистические перемещения электронов в графене.

Физики из Университета Канзаса использовали сверхбыстрые лазеры, чтобы наблюдать перемещение электронов в графене. Двумерный материал позволяет частицам двигаться «свободно», практически не испытывая столкновение с другими частицами. Результаты анализа важны для управления электронами в полупроводниках в будущих поколениях электроники.

Как правило, движение электронов в твердых телах прерывается столкновениями с другими частицами, объясняют исследователи. Эти столкновения происходят от 10 до 100 млрд раз в секунду и замедляют движение отрицательно заряженных частиц, вызывая потерю энергии и выделение тепла. Движение, при котором электрон не испытывает столкновений и движется свободно, физики назвали квазибаллистическим.

В графене из-за особенностей материала такие столкновения случаются гораздо реже, а движение электрона приближено к «свободному». Физики заставили электроны двигаться в графене, придав им дополнительную энергию с помощью лазера. Но электрон был подвижен лишь примерно одну триллионную долю секунды, что чрезвычайно затрудняет наблюдение за эффектами. Когда электрон «высвобождается» из щели в графеновом слое, оставшаяся положительно заряженная «дырка» тянет отрицательно заряженную частицу обратно.

Чтобы решить эту проблему, физики создали четырехслойную структуру с двумя слоями графена, разделенными другими однослойными материалами — дисульфидом молибдена и диселенидом молибдена. Электроны направляли в одном слое графена, а «дырки» оставались в другом.

Разделение их (электронов, прим. «Хайтек») двумя слоями молекул общей толщиной всего 1,5 нм заставляет электроны оставаться подвижными в течение примерно 50 триллионных долей секунды, что достаточно для исследователей, оснащенных лазерами со скоростью 0,1 триллионной доли секунды, чтобы изучить, как они движутся.

Райан Скотт, соавтор исследования

В среднем электроны двигались квазибаллистичеси в течение примерно 20 триллионных долей секунды со скоростью 22 км/с. После этого как правило частицы во что-то врезались. Исследователи отмечают, что наблюдение за движением частиц носит не только теоретический, но и практический характер. Использование квазибаллистического движения в электронике может сделать устройства быстрее, мощнее и энергоэффективнее.


Читать далее:

Рядом с Землей нашли теплую планету, где год длится 22 дня

10 триллионов кадров в секунду: посмотрите, как ютуберы засняли скорость света

Странный объект, запертый между Сатурном и Ураном, меняется прямо сейчас

На обложке: лазерная экспериментальная установка. Фото: KU Marketing Communications

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Суперкомпьютер раскрыл тайны «молекулярного ремонта» ДНК
Наука
В Китае разработали батарейку с радиоактивным углеродом, которая проработает до 100 лет
Наука
Ученые MIT разработали «простой способ» превратить клетки кожи в нейроны
Наука
Microsoft запускает ИИ Copilot для геймеров: он будет работать, как тренер
Новости
Частный лунный модуль сфотографировал солнечное затмение с Луны
Космос
Почему Вселенная несимметрична: физики приблизились к разгадке тайны
Новости
Посмотрите на обратную сторону спутника Марса: это второе фото в истории
Новости
Это приложение буквально заставляет трогать траву и блокирует соцсети
Новости
Посмотрите на место гибели лунного аппарата «Афина»
Новости
Apple призвала срочно обновить iPhone из-за критической уязвимости  
Новости
В РосНИИРОС опровергли планы ICANN закрыть домен .su  
Новости
Европейские охотники каменного века «путешествовали» по морю в Африку
Наука
Зонд «Гера» сделал снимки спутника Марса на пути к «пострадавшему в ДТП» астероиду
Космос
В испанской пещере нашли «фрагменты лица» древнейшего жителя Западной Европы
Наука
Стартап представил робота, который готовит как шеф-повар лучших ресторанов
Новости
В паровом реакторе впервые зажгли термоядерную плазму
Новости
Работа, написанная ИИ, прошла научное рецензирование, но есть нюансы
Наука
Смертоносные звезды: два массовых вымирания связали со взрывами сверхновых
Космос
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Космос
Физики обнаружили доказательство предсказания Хокинга
Космос