En grupp forskare har skapat en ny metall som kan få elektroner att flöda fritt. Detta kan vara en revolution i generationen av framtida elektroniska enheter. Vid utforskning av ett supraledande metallelement av germanium och niobium, professor vid Boston College tillsammans med kollegor från University of Texas och Florida State University upptäckte att en kraftfull interaktion mellan elektroner och fononer modifierar transporten av elektroner från sin typiska rörelse, mycket lik den för en vätskepartikel.
Detta var den första upptäckten av denna nya fononelektronvätska. En fonon är en mycket viktig kvasipartikel för många egenskaper, inklusive termisk och elektrisk konduktivitet. Som en allmän regel är elektroner spridda av fononer, vilket ger den vanliga diffusionsrörelsen av elektroner i metall. En ny teori antyder att när elektroner interagerar med fononer, de bilda en elektron-fononbunden vätska.
Elektroner flyter fritt
Därför denna nya vätska kan strömma in i metallen på samma sätt som till exempel vatten rinner inuti ett rör. Forskarna tror att denna upptäckt kommer att hjälpa ytterligare forskning i framtiden att analysera detta nya material och få ut det mesta av det.
elektroner cirkulerar som diskreta partiklar och diffunderar till metaller när de vibrerar isär.
För att belysa ledningen av elektricitet i denna nya metall, experimenterades flera olika metoder. En av dem var "Raman-effekten", som avslöjade förändringen i rörelse i det nya materialets vibrationer orsakad av det speciella vätskeliknande flödet av elektroner. Faktum är att elektriska motståndsmätningar avslöjade övermassa av elektroner och röntgendiffraktion avslöjade kristallin struktur av materialet.
En revolution inom elektroniken kan komma
En annan metod var "kvantoscillationer" som visade sig vara mycket användbar för att bestämma massan av elektroner i materialet. Detta gjorde det möjligt för forskarna att observera att elektronmassan var tre gånger större Än förväntat.
Detta var en överraskning eftersom de inte förväntade sig att se så många elektroner i ett så lätt material. Nyckeln var den starka växelverkan mellan elektroner och fononer som var ansvarig för beteendet hos tunga elektroner.
Nästa steg i forskningen enligt experterna är att kontrollera den hydrodynamiska vätskan hos elektroner i andra material utöver detta nya. Om detta nya material kan vara vidareutvecklas och optimeras , nya elektroniska enheter kan skapas i framtiden där elektroner rör sig mer flytande.
