一物理學(xué)家組織網(wǎng)23日報道稱,因成功制備單原子層厚石墨烯而獲得諾貝爾物理學(xué)獎的安德烈·海姆團(tuán)隊,觀察到電子在石墨烯中違背常識的運(yùn)動行為及導(dǎo)電機(jī)制,并闡述了對這種導(dǎo)電材料的物理學(xué)特性的全新認(rèn)識。成果發(fā)布在最新一期《自然·物理學(xué)》雜志上。
石墨烯導(dǎo)電性能比銅高,部分原因在于其獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)。在大多數(shù)金屬中,電導(dǎo)率受到晶體缺陷的限制,當(dāng)電子通過材料時,會像臺球一樣頻繁散射。納米電子輸運(yùn)理論中,蘭道爾-布蒂克電導(dǎo)公式對此類彈性電子散射特性的描述表明,正常導(dǎo)電材料要提升導(dǎo)電率,面臨嚴(yán)苛的限制。
但海姆領(lǐng)導(dǎo)的英國曼徹斯特大學(xué)研究團(tuán)隊的最新成果顯示,這一基本限制可能在石墨烯材料中被打破。在英國國家石墨烯研究所進(jìn)行的實驗觀察,提供了對石墨烯中電子流的特殊行為的基本理解。包括曼徹斯特大學(xué)在內(nèi)的三個不同團(tuán)隊的實驗表明,在某些溫度下,電子彼此碰撞,竟開始頻繁地像黏性液體一樣流動。
更重要的是,通過研究電阻如何隨溫度變化,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個新的物理量——黏性電導(dǎo),對其進(jìn)行的反復(fù)測試乃至定性研究,都十分有利于指導(dǎo)未來納米級電子電路的設(shè)計,有利于對石墨烯材料的深入理解。
總編輯圈點(diǎn)
這無疑是石墨烯研究進(jìn)程中的重大發(fā)現(xiàn)!幾十年前,科學(xué)家就在探討,金屬中高度黏性電子的流動可能性。去年2月,海姆團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),石墨烯中的電子在常溫下同時兼具彈性和黏性。前者用于描述電子散射狀態(tài),后者則為電子流動能力“背書”。如今,本不相容的性質(zhì),繼續(xù)在石墨烯中“榮辱與共”,共同書寫微觀世界的“神話”。(記者房琳琳)
來源:科技日報
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