Foto: © nanomanpro / Dollar Photo Club

Elektrony v grafenu se chovají jako kapalina

Jak známo, elektrony v grafenu se dokáží pohybovat velmi rychle, teprve nyní se však podařilo podrobněji popsat mechanismus, která za tímto chováním stojí.

Výzkumníci z Harvardu publikovali v časopisu Science model, podle nehož elektrony v grafenu (tedy v dvojrozměrné vrstvě uhlíku) fungují jako kapalina. Pro demonstraci jevu bylo třeba připravit ultračistý grafen. V něm potom na sebe jednotlivé elektrony působily jako vlna, která strhává vše sebou a do cíle se valí až 1/300 rychlosti světla. Při pokojové teplotě se elektrony v grafenu srážejí až bilionkrát za sekundu, takže systém je jednodušší popisovat jako jeden celek. V běžných kovech (grafen můžeme konec konců také považovat za kov) podobné chování dosud nikdy pozorováno nebylo.

Autoři výzkumu zopakovali tvrzení, podle něhož se elektrony navíc chovají jako relativistické objekty s málem nulovou klidovou hmotností. Dokonce se prý elektrony v grafenu dají popisovat i tak, jako by měly různé náboje, takže se pak neodpuzují. K tomu je ale třeba, aby grafen byl jednak čistý (hlavní autor výzkumu Philip Kim musel nejprve vyvinout i vlastní technologii přípravy), jednak co nejlépe izolovaný od okolí; v popsaném experimentu byly plátky grafenu umístěny mezi izolanty, které navíc měly na atomové úrovni zarovnaný povrch, takže ani grafen se nezvlnil; jinak se „efekt vlny“ vůbec dostavit nemusí.

Předpokládané průmyslové aplikace grafenu zahrnují mnoho oblastí, od náhrady křemíku přes chlazení elektroniky až po vlákno výtahu na oběžnou dráhu; grafen je průhledný, vysoce tepelně vodivý a extrémně pevný. To, že elektrony v grafenu tečou jako vlna, má samozřejmě vliv i na přenos tepla. Na něm se podílí kromě elektronů i vibrace struktury atomových jader (řekněme krystalové mřížky), v tomto případě se ale podařilo stanovit pouze příspěvek elektronů. Každopádně jde také o dosud nejpřesnější změření tepelné vodivosti grafenu.

Vědci dokonce tvrdí, že popsané uspořádání by mohlo fungovat i jako simulace jiných relativistických či kvantových jevů včetně černých děr („černé díry na čipu“ by samozřejmě byly pro experimentátory podstatně přístupnější).

Zdroj: ScienceDaily

autor Continentaleurope, zdroj: Wikipedia, licence obrázku GFDL

Bonobové pomáhají cizincům i bez požádání

Člověk (mnohdy) podrží dveře někomu, kdo jde za ním. Nebo podepře někoho, kdo klopýtne. A …

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close