Tech

ในโลหะชนิดใหม่นี้ อิเล็กตรอนจะไหลด้วยไดนามิกเหมือนของไหล

ในตัวอย่างโลหะที่สร้างขึ้นใหม่ อิเล็กตรอนจะไหลในลักษณะเดียวกับที่น้ำไหลในท่อ ปรากฏการณ์นี้- โดยพื้นฐานแล้วการเปลี่ยนแปลงจากไดนามิกเหมือนอนุภาคเป็นไดนามิกเหมือนของเหลวเกิดขึ้นในตัวนำยิ่งยวดโลหะ การสังเคราะห์ไนโอเบียมและเจอร์เมเนียม (NbGe2)

ปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงระหว่าง อิเล็กตรอน และ phonons เปลี่ยนการขนส่งอิเล็กตรอนจากระบอบการปกครองแบบกระจายหรือแบบอนุภาคไปเป็นแบบอุทกพลศาสตร์หรือแบบของเหลว นี่เป็นการค้นพบครั้งแรกของของเหลวอิเล็กตรอน-โฟนอนใน NbGe2

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ของวิทยาลัยบอสตัน Fazel Tafti กล่าวว่า “เราต้องการทดสอบ การทำนายล่าสุดของ ‘ของเหลวอิเล็กตรอน-โฟนอน. โดยปกติ อิเล็กตรอนจะกระจัดกระจายไปตามโฟนอน ซึ่งนำไปสู่การเคลื่อนที่แบบกระจายตามปกติของอิเล็กตรอนในโลหะ ทฤษฎีใหม่แสดงให้เห็นว่าเมื่ออิเล็กตรอนมีปฏิกิริยากับโฟนอนอย่างแรง พวกมันจะก่อตัวเป็นของเหลวอิเล็กตรอน-โฟนอนที่รวมกันเป็นหนึ่ง ของเหลวชนิดใหม่นี้จะไหลภายในโลหะในลักษณะเดียวกับที่น้ำไหลในท่อ”

“การค้นพบนี้จะกระตุ้นการสำรวจเพิ่มเติมของวัสดุและการใช้งานที่เป็นไปได้”

นักวิทยาศาสตร์ใช้วิธีการทดลองสามวิธี: ความต้านทานไฟฟ้า การกระเจิงของรามัน และการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ การวัดค่าความต้านทานไฟฟ้าแสดงให้เห็นมวลของอิเล็กตรอนที่สูงกว่าที่คาดไว้ การกระเจิงของรามันแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของพฤติกรรมในการสั่นสะเทือนของผลึก NbGe2 เนื่องจากการไหลของอิเล็กตรอนแบบพิเศษ และการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์เผยให้เห็นโครงสร้างผลึกของวัสดุ

จากนั้นโดยใช้

เทคนิคควอนตัมออสซิลเลชัน นักวิทยาศาสตร์สามารถประเมินมวลของอิเล็กตรอนในวัสดุได้ พวกเขาพบว่ามวลของอิเล็กตรอนในทุกวิถีโคจรมีขนาดใหญ่กว่าค่าที่คาดไว้สามเท่า

Tafti กล่าวว่า “สิ่งนี้น่าประหลาดใจจริงๆ เพราะเราทำ อย่าคาดหวัง ‘อิเล็กตรอนหนัก’ เช่นนี้ในโลหะที่ดูเหมือนง่าย ในที่สุด เราเข้าใจว่าปฏิกิริยาระหว่างอิเล็กตรอนกับโฟนอนอย่างแรงมีส่วนรับผิดชอบต่อพฤติกรรมของอิเล็กตรอนหนัก เนื่องจากอิเล็กตรอนมีปฏิกิริยากับการสั่นสะเทือนของโครงข่ายหรือโฟนอนอย่างแรง พวกมันจึง ‘ลาก’ โดยโครงข่าย และดูเหมือนว่าพวกมันจะมีมวลและกลายเป็นหนัก”

“ขั้นตอนต่อไปคือการหาวัสดุอื่นในระบบอุทกพลศาสตร์นี้โดยใช้ประโยชน์จากปฏิกิริยาระหว่างอิเล็กตรอนกับโฟนอน”

การศึกษาดำเนินการร่วมกับเพื่อนร่วมงานจาก

มหาวิทยาลัยเท็กซัส ที่ดัลลาสและ มหาวิทยาลัยแห่งรัฐฟลอริดา.

การอ้างอิงวารสาร:

หลักฐานของของเหลวอิเล็กตรอน-โฟนอนคู่ใน NbGe2 , เนเจอร์ คอมมิวนิเคชั่นส์ (2564). ดอย: 10.1038/s41467-021-25547-x

    ตรังủ ธุรกิจ อาหาร ไลฟ์สไตล์

  • เทค
  • พื้นที่การตลาดดิจิทัล (Digital Marketing)

Back to top button