Al estudiar cómo los electrones en el grafeno bidimensional pueden actuar literalmente como un líquido, los investigadores han allanado el camino para futuras investigaciones sobre un material que tiene el potencial de habilitar futuros dispositivos de computación electrónica que superen a los transistores de silicio.
La investigación sobre un nuevo método para demostrar con mayor precisión el comportamiento de los electrones líquidos en el grafeno, desarrollada por el investigador de Rensselaer Ravishankar Sundararaman y un equipo de Quazar Technologies en India dirigido por Mani Chandra, se publicó recientemente en Revisión física B .
El grafeno es una sola capa atómica de grafito que ha atraído mucha atención debido a sus propiedades electrónicas únicas. Recientemente, dijo Sundararaman, los científicos han propuesto que, en las condiciones adecuadas, los electrones en el grafeno pueden fluir como un líquido de una manera diferente acualquier otro material
Para ilustrar esto, Sundararaman compara los electrones con las gotas de agua. Cuando solo unas pocas gotas se alinean en el fondo de un frasco, su movimiento es predecible ya que siguen el movimiento del contenedor cuando está inclinado de lado a lado. Así es como se comportan los electronesen la mayoría de los materiales cuando entran en contacto con los átomos y rebotan en ellos. Esto lleva a la ley de Ohm, la observación de que la corriente eléctrica que fluye a través de un material es proporcional al voltaje aplicado a través de él. Elimine el voltaje y la corriente se detiene.
Ahora imagine un vaso que esté medio lleno de agua. El movimiento del líquido, especialmente al agitar el frasco, es mucho menos uniforme porque las moléculas de agua entran en contacto entre sí en lugar de las paredes del frasco, lo que permite que el aguachapotear y girar. Incluso cuando deja de mover el vidrio, el movimiento del agua continúa. Sundararaman compara esto con la forma en que los electrones continúan fluyendo en el grafeno, incluso después de que el voltaje se haya detenido.
Los investigadores sabían que los electrones en el grafeno tenían el potencial de actuar de esta manera, pero realizar experimentos para crear las condiciones necesarias para este comportamiento es difícil. Anteriormente, dijo Sundararaman, los científicos aplicaron voltaje a un material y buscaron resistencia negativa, pero no fue asíEs un método muy sensible.
Los cálculos que Sundararaman y su equipo presentaron en este último trabajo muestran que al oscilar el voltaje, imitando el movimiento de agitación en el ejemplo del frasco, los investigadores pueden identificar y medir con mayor precisión los vórtices creados y el comportamiento hidrodinámico de los electrones.
"Puede obtener propiedades electrónicas realmente extrañas y útiles de esto", dijo Sundararaman, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales. "Debido a que fluye como un líquido, tiene el potencial de mantener su impulso y continuar. Podríatienen una conducción con mucha menos pérdida de energía, lo cual es extremadamente útil para hacer dispositivos de baja potencia realmente rápidos "
Sundararaman dejó en claro que se necesita hacer mucha más investigación antes de que un dispositivo como ese pueda crearse y aplicarse a la electrónica. Pero el método que presenta este documento, incluidas las medidas que los investigadores dicen que debería tomarse, permitirá una observación más precisade este flujo hidrodinámico de electrones en el grafeno y otros materiales prometedores.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Politécnico Rensselaer . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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