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
Темные фабрики: будущее промышленности без человека
Мнения
Астрономы открыли рекордно далекую от звезды суперземлю
Космос
Датские ученые омолодили стволовые клетки, изменив их «диету»
Наука
Биологи описали стратегии любви у мышей: защищаться или «странствовать»
Наука
Якутские инженеры создали боевого «Скорпиона» для битвы роботов
Новости
Количество DDoS-атак удвоилось в первом квартале 2025 года
Новости
Сдвиг поверхности земли при землетрясении зафиксировали из космоса
Космос
Не так уж жарко: выяснилось, какая погода была на Марсе в прошлом
Космос
Целый океан исчез на Земле: как это изменило историю нашей планеты
Наука
Минцифры запускает эксперимент с ИИ на «Госуслугах»: что он будет делать
Новости
Сжигать жир можно с помощью мыслей: как это работает
Наука
Маркетплейсы превратили шопинг в зависимость: как не потратить свои деньги
Наука
ChatGPT научили материться, как сантехника Валеру из Омска
Новости
Написать научный труд в эпоху нейросетей: как сделать ИИ помощником?
Мнения
Следы «долгожданной» черной дыры нашли в соседней галактике
Космос
В Анапе испытали устройство для сбора мазута со дна моря
Наука
Филиппинские физики создали дешевые жидкие линзы из обычной воды
Наука
Perplexity вслед за OpenAI заявила в суде о желании приобрести Chrome
Новости
В МГУ разработали математическую модель для предотвращения давки
Наука
Посмотрите на самое подробное изображение Солнца, сделанное зондом Solar Orbiter
Космос