Znanstvenici su otkrili supravodič u kojem su elektroni počeli teći poput vode u cijevi

Istraživačka skupina s Bostonskog koledža stvorila je novi metalni supravodič NbGe2, u kojem se pokazalo da elektroni "teku" baš poput vode u vodovodnoj cijevi. Pokazalo se da su u materijalu koji se razmatra elektroni teži od naznačenih teoretskih proračuna.

Detaljno proučavanje procesa pokazalo je da se taj učinak javlja uslijed interakcije s drugim česticama, zbog čega elektroni počinju „teći“ u prenesenom smislu.

Fotografija: Fazel Tafti

Novi laboratorijski radovi i njegovi rezultati

U novoj znanstvenoj studiji znanstvenici su namjeravali provjeriti prethodno izrečenu teorijsku pretpostavku, prema kojoj bi trebala postojati elektron -fononska tekućina.

Fononi nisu ništa drugo do vibracije kristalne rešetke materijala. Često se elektroni raspršuju po fononima, što daje uobičajeno difuzno kretanje ovih čestica u metalima.

No, prema novoj teoriji, kada elektroni dođu u blisku interakciju s fononima, oni mogu formirati takozvanu tekućinu s jednim elektronom - fononom. Upravo ta "tekućina" teče unutar kristalne rešetke metala slično uobičajenoj vodi u cjevovodu.

Znanstvenici su proučavali vodljivost elektrona u novom supravodiču na bazi niobija i germanija - NbGe2. Inženjeri su u svojim laboratorijskim studijama primijenili tri metode odjednom:

1. Određivanje električnog otpora. Mjerenja su pokazala da elektroni imaju veću masu elektrona.
2. Kombinirano raspršivanje svjetlosti. Ova verzija studije pokazala je da je došlo do promjene u ponašanju vibracija kristalne rešetke, što se pokazalo mogućim samo zbog prisutnosti posebnog protoka elektrona.
3. Rendgenska difrakcija. Ova metoda pokazala je točnu kristalnu strukturu materijala.

Osim toga, koristeći takozvanu tehniku ​​kvantnih oscilacija, istraživači su saznali mase elektrona u materijalu. Kao rezultat toga, utvrđeno je da je masa elektrona na svim putanjama tri puta veća od očekivane vrijednosti.

Inženjeri su sve ovo neobično ponašanje objasnili činjenicom da materijal sadrži takozvanu interakciju elektron -fonon, što je dalo učinak "ponderiranja" čestica. Također je naznačeno da je tok elektrona promijenio svoje ponašanje sa uobičajenog za čestice na hidrodinamičko.

Znanstvenici su ohrabreni rezultatima i sada planiraju potragu za novim materijalima, u kojima će se elektroni također manifestirati kao "tekućina".

Osim toga, dio snaga bit će posvećen pronalaženju mogućnosti za kontrolu "elektroničke vode" kako bi se u budućnosti stvorili bitno novi elektronički uređaji temeljeni na novom učinku.

Znanstvenici su rezultate rada obavili na stranicama časopisa Nature Communications.

Ako vam se materijal svidio, ocijenite ga i ne zaboravite se pretplatiti na kanal. Hvala vam na pažnji!