Elektronien nestettä huonelämpötilassa

15.02.2019

UC-Riverside-elektroni-aukko-neste-300.jpgElektronit (sininen) ja aukot (punaiset) tiivistyvät nestemäisiksi pisaroiksi, jotka muistuttavat nestemäistä vettä rakenteissa, jotka koostuvat ultraohuista materiaaleista.

Ensimmäinen huonelämpötilassa aikaansaatu elektronineste avaa tien uudenlaisille optoelektronisille laitteille ja fysiikan perustutkimukselle

Sellaisen saivat aikaan Kalifornian Riverside yliopiston fyysikot pommittamalla ultraohutta puolijohteiden kerrosrakennetta voimakkailla laserpulsseilla.

Saavutus avaa reitin ensimmäisten käytännöllisten ja tehokkaiden laitteiden kehittämiseksi valon tuottamiseksi ja havaitsemiseksi terahertsien aallonpituuksilla.

Infrapunavalon ja mikroaaltojen välissä olevilla taajuuksilla toimivilla ​​laitteilla voitaisiin käyttää niin monipuolisissa sovelluksissa kuin viestintä ulkoavaruudessa, syövän havaitseminen ja piilotettujen aseiden skannaukseen.

Tutkimus voisi myös mahdollistaa aineen perusfysiikan etsinnän äärettömän pienissä mittakaavoissa ja auttaa avaamaan kvanttimetamateriaalien aikakauden, jossa rakenteet on suunniteltu atomien mittaisiksi.

Tutkimuksissaan tutkijat rakensivat molybdeeniditelluridista erittäin ohuen kerrosrakenteen hiiligrafeenikerrosten välille. Sitten materiaalia pommitettiin erittäin nopeilla laserpulsseilla.

”Tavallisesti tällaisten puolijohteiden kanssa, kuten piissä, laserheräte luo elektroneja ja niiden positiivisesti varautuneita aukkoja, jotka leviävät ja kulkevat materiaalissa, tavalla jollaisen ilmiön avulla määrität kaasun”, kertoo professori Nathaniel Gabor.

Tässä tapauksessa tutkijat havaitsivat kuitenkin todisteita kondensaatiosta nesteen ekvivalentissa. Tällaisella nesteellä olisi ominaisuuksia, jotka muistuttavat tavallisia nesteitä, kuten vettä, paitsi että se koostuisi, ei molekyyleistä, vaan puolijohteessa olevista elektroneista ja aukoista.

”Me nostimme järjestelmään dumpatun energian määrää ja alkuvaiheissa emme nähneet mitään mutta sitten yhtäkkiä näimme materiaalissa ”poikkeuksellisen valovirran renkaan” muodostumisen, Gabor toteaa. ”Tajusimme, että se oli neste, koska se kasvoi kuin pisara eikä käyttäytynyt kuten kaasu.”

Se, mitä todella yllätti tutkijat, oli kuitenkin se, että se tapahtui huoneenlämmössä. Aiemmin tutkijat olivat luoneet tällaisia elektroni-aukko ​​ nesteitä vain erittäin kylmissä lämpötiloissa.

Tällaisten pisaroiden elektronisten ominaisuuksien mahdollistamia terahertsilähettimiä ja -vastaanottimia voitaisiin käyttää myös nopeampiin tietoliikennejärjestelmiin ulkoavaruudessa. Ja elektroni-aukko neste voisi olla perusta kvanttitietokoneille, jotka tarjoavat mahdollisuuden olla paljon pienempiä kuin nyt käytössä oleva piipohjainen piiri toteavat tutkijat yliopistonsa tiedotteessa.

Tutkijoita kiinnostaa käyttää teknologiaa tutkiakseen fysiikan perusilmiöitä. Esimerkiksi elektroni-aukko nesteen jäähdyttäminen erittäin mataliin lämpötiloihin voi johtaa siihen, että se muuttuu "kvanttivedeksi" eksoottisilla fysikaalisilla ominaisuuksilla, jotka voisivat paljastaa aineen uusia perusperiaatteita.

Aiheesta aiemmin:

Elektronit kulkevatkin nopeammin

11.06.2021RAM:ina ja ROM:ina toimivia sirukomponentteja
10.06.2021Kuinka revontulet syntyvät?
09.06.2021Radiotaajuisen signaalin prosessointi akustiseksi
08.06.2021Magnetosähköä ja magnetostriktiota
07.06.2021Itsetietoisia ja omavoimaisia materiaaleja
04.06.2021Insinöörit osoittavat kvanttiedun
03.06.2021Fononinen katalyysi?
02.06.2021Läpimurto magneettisissa 3D-nanorakenteissa
01.06.2021Uusi kulma sähkön tuottamiseksi lämmöstä
31.05.2021Energiatehokkain analogia-digitaalisiru
28.05.2021Helium ja kvanttitietotekniikka
27.05.2021Taikamateriaali moneksi elektroniseksi rakenteeksi
26.05.2021Signaalinkäsittelyä valolla ja ultraäänellä
25.05.2021Sähköinen ajomoottori ilman magneetteja
24.05.2021Pienen pientä energian keruuta
21.05.2021Neuronit ja synapsit samalla materiaalilla
20.05.2021Optisten vääristymien oikaisu monimuotokuiduissa
19.05.2021Pienemmillä RFID-siruilla uusia sovelluksia
18.05.2021Magneettinen ohutkalvo spin-lämpösähkölle
17.05.2021Grafeenin nanonauhat käyttöön
12.05.2021Molekyylivika perovskiittikennossa
11.05.2021Majoranan metsästystä
10.05.2021Perustaa ultranopealle magneettiselle muistille
07.05.2021Piitä seuraavan sukupolven viestinnälle
06.05.2021Kohti tehokasta anoditonta natriumakkua
05.05.2021Nanorakenteinen laite pysäyttää valon radallaan
04.05.2021Aivomainen transistoripiiri
03.05.2021Täysin kierrätettävää printtielektroniikkaa
30.04.2021Enemmän kuin kubitti: Kvanttilaskentaa kutriteilla
29.04.2021Interferometriaa elektroneilla
28.04.2021Twistroniikkaa paksummillakin materiaaleilla
27.04.2021Läpimurto puolijohteiselle käytännön spintroniikalle
26.04.2021Päihittää Boltzmanin tyrannian
23.04.2021Eläviä koneita tulevaisuudessa?
22.04.2021Maalausta puolijohteilla
21.04.2021Fotoninen MEMS-kytkin kaupallistuu
20.04.2021Kaksiulotteista suprajohtavuutta kolmiulotteisessa suprajohteessa
19.04.2021Valoa läpi kannon ja kiven
16.04.2021Grafeeni ja terahertsit
15.04.2021Eksotiikkaa maagisen kulman grafeenissa
14.04.2021Uusi näkemys akkumateriaalin roolista
13.04.2021Alumiinianodi tarjoaa kestävän vaihtoehdon
12.04.2021Maailman nopein spintroninen p-bitti
09.04.2021Kohti atomipohjaista radioviestintää
08.04.2021Antiferromagneettinen läpimurto
07.04.2021Metapinnat manipuloivat
06.04.2021Lupauksia kvanttilaskennasta
02.04.2021Yleiskäyttöinen muistitekniikka realisoitumassa
01.04.2021Seuraavan sukupolven litiumakkuja
31.03.2021Uusia näkökulmia aurinkokennoihin
30.03.2021Nanotekniikkaa tehotransistoriin
29.03.2021Lisää puhtia nanofotoniikalle
26.03.2021Sähköisesti pehmennettyä nanopaperia
25.03.2021Magnetismi kohtaa topologian suprajohtimen pinnalla
24.03.2021Rakenneakuista enemmän energiaa
23.03.2021Kohti kvanttimaista tiedonsiirtoa
22.03.2021Kommunikointia kasvien kanssa
19.03.2021Toshiban optimointitekniikka haastaa kvanttilaskennan
18.03.2021Tehokkaiden katalyyttien salaisuuksia
17.03.2021Sähköä puusta
16.03.2021Tehokkaita ledejä perovskiitistä
15.03.2021Tietojenkäsittelyn tehonkulutuksen alarajalle
12.03.2021Haaroittuva muisti mullistaa tekoälyn
11.03.2021Ioneista käyttövoimaa droneille ja biosiruille
10.03.2021Sirutason kiihtyvyysmittaus vailla vertaa
09.03.2021Fotonista twistausta ja vyörytystä
08.03.2021Synkronivalolähteitä EUV-litografiaan
05.03.2021Yksittäisten fotonien ilmaisu luo kvanttietua
04.03.2021Vetyä ja ammoniakkia
03.03.2021Kierteinen valo vapauttaa tiedonsiirtoa
02.03.2021Kvanttiprosessori puolijohdetekniikalla
01.03.2021Analogialaskentaa verkon reunalle
26.02.2021Kaksi kubittia ja kvanttifysiikka uusiksi
25.02.2021Nanolangasta suprajohtava transistori
24.02.2021Suunnitelma vikasietoisille kubiteille
23.02.2021Kaksiulotteiset uusiin ulottuvuuksiin
22.02.2021Nopea vaihto puolijohde- ja metallitilojen välillä
19.02.2021Magneettien manipulointia atomien tasolla
18.02.2021Puettava energiakeräin muuttaa kehon akuksi
17.02.2021Magnetismin ja ferrosähkön kierteitä grafeenissa
16.02.2021Metapinta tehostaa aurinkokennoa
15.02.2021Kvanttilaskentaa viritellen
15.02.2021Tunteiden tunnistamista langattomilla signaaleilla
11.02.2021Fotoninen DA-muunninsiru
10.02.2021Kvanttitunnelointi grafeenissa terahertsi-ilmaisimena
09.02.2021Vetyä suoraan merivedestä
08.02.2021Viritettävää suprajohtavuutta
05.02.2021Ensimmäiset askeleet kohti kvantti-aivoja
04.02.2021Biohajoavia näyttöjä ja älykkäitä piilolinssejä
03.02.2021Edistynyt mittaustekniikka tuleville puolijohteille
02.02.2021Nopeita ja likvidejä neuroverkkoja
01.02.2021Uusi rakettimoottorin konsepti
29.01.2021Jakeluverkon sähkövarasto viidenneksen hinnalla
28.01.2021Datan tallentaminen valolla
27.01.2021Topologisia ilmiöitä tutkien
26.01.2021Erittäin herkkä biohybridinen hajuanturi
25.01.2021Katalyyttiä atomikerroksittain säätäen
22.01.2021Nano-ohutta energiankeruuta
21.01.2021Metallista perovskiittiä
20.01.2021Tutkijat kesyttävät fotoni-magnoni -vuorovaikutuksen

Näytä lisää »