Фізики отримали краплю сверхэкзотической електронної рідини

Бомбардуючи надтонкий "бутерброд" з напівпровідникових матеріалів потужними, але короткими імпульсами лазерного світла, вчені-фізики з Каліфорнійського університету отримали краплю квантової "електронної рідини", що володіє рядом унікальних властивостей. Але найбільш примітним в цій справі є те, що зразок цієї електронної рідини був вперше отриманий при кімнатній температурі. Це досягнення відкриває новий шлях до розробки високоефективних пристроїв, що використовують електромагнітне випромінювання терагерцового діапазону, що лежить між інфрачервоним світлом і мікрохвильовим випромінюванням. Більш того, електронна рідина може бути використана у фундаментальних фізичних дослідженнях, проведених на нескінченно малому масштабному рівні, і це, в свою чергу, дозволить створити так звані квантові метаматеріали, структура яких впорядковано до рівня одиничних атомів.

У своєму експерименті фізики використовували найтонший шар дителуриду молібдену (напівпровідниковий матеріал), затиснутий між двома шарами графена. Товщина цього "бутерброда" була дуже мала і не перевищувала товщини молекули ланцюжка ДНК. У ході експерименту на поверхню матеріалу подавалися імпульси лазерного світла, тривалість яких обчислювалася квадриллионными частками секунди.

У звичайних напівпровідникових матеріалах такий вплив лазерного світла призводить до появи вільних електронів і позитивно заряджених електронних дірок, що рухаються в обсязі матеріалу, який умовно можна розглядати як газоподібну середу. На початку експерименту все відбувалося так само, згідно з канонами класичної фізики. Але, після збільшення укладеної в імпульсі лазерного світла енергії вище певного порогу, вчені помітили формування в матеріалі екзотичного об'єкта, який можна описати не дуже зрозумілим терміном "аномальне фототоковое кільце" (anomalous photocurrent ring). "Спостерігаючи за цією освітою, ми зрозуміли, що вона є рідиною. Воно росло, як крапля рідини, а не поширювалося, як газ" - пишуть дослідники, - "Але самим дивним для нас стало те, що все це відбувалося при кімнатній температурі".

Унікальні оптоелектронні властивості крапельок електронної рідини, на думку вчених, дозволять використовувати її при створенні новітніх оптичних і електронних пристроїв, що володіють видатними характеристиками і високою ефективністю. "На даний момент нам відомо дуже мало про властивості таких електронних рідин, які виходили раніше тільки при температурах, нижче температури у відкритому космічному просторі" - пишуть учені, - "Під час подальших досліджень ми займемося вивченням властивостей цих рідких екзотів і визначенням їх характеристик, таких, як сили поверхневого натягу".

Крім досліджень самої електронної рідини, вчені планують за її допомогою досліджувати деякі з фундаментальних фізичних явищ. Наприклад, охолодження краплі електронної рідини до наднизьких температур може перетворити її в квантову електронну рідину з такими екзотичними фізичними властивостями, що її можна буде розглядати, як абсолютно новий стан матерії.

Нагадаємо, раніше повідомлялося, що фізики вперше у світі отримали сплутані алмази.

Хочете знати важливі та актуальні новини раніше за всіх? Підписуйтесь на сторінку Bigmir)net на Facebook: facebook.com/bigmir.net.

Категория: Наука