จำกัด อิเล็กตรอนไว้ภายในชั้นวัสดุบาง ๆ ด้วยกล้องจุลทรรศน์ และมีสิ่งแปลก ๆ เกิดขึ้น การทดลองเกี่ยวกับเซมิคอนดักเตอร์ในทศวรรษ 1980 ได้แสดงให้นักฟิสิกส์เห็น (SN: 10/17/98, p. 247)ผ้าอะตอม แผ่นคาร์บอนที่ยู่ยี่ปกคลุมพื้นผิวซิลิกอน บางส่วนมีความหนาเพียงหนึ่งอะตอมK. NOVOSELOV/มหาวิทยาลัย แมนเชสเตอร์ตอนนี้ ทีมวิจัยอิสระ 2 ทีมพบว่าอิเล็กตรอนที่ถูกกักขังอยู่ภายในแผ่นคาร์บอนที่มีความหนา 1 อะตอมมีพฤติกรรมแปลก ๆ ซึ่งแตกต่างจากสิ่งที่เห็นในวัสดุอื่น ๆ อิเล็กตรอนจะทำหน้าที่ราวกับว่าไม่มีมวล ดังนั้นพวกมันจึงเคลื่อนที่ไปตามชั้นสารกึ่งตัวนำได้เร็วกว่าอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ผ่านชั้นสารกึ่งตัวนำ
รับข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ
ล่าสุดและยิ่งใหญ่ที่สุดจากนักเขียนผู้เชี่ยวชาญของเราทุกสัปดาห์
ที่อยู่อีเมล*
ที่อยู่อีเมลของคุณ
ลงชื่อ
เพื่ออธิบายพฤติกรรมของอนุภาคอย่างถูกต้อง นักวิทยาศาสตร์ใช้สมการที่รวมถึงลักษณะต่างๆ ของทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ อิเล็กตรอนทำหน้าที่เหมือนอนุภาคชนิดหนึ่งที่เรียกว่า Dirac fermion ซึ่งปรากฏในเครื่องเร่งอนุภาคและรังสีคอสมิก นักวิทยาศาสตร์คาดว่ามันจะปรากฏในตัวนำยิ่งยวดที่มีอุณหภูมิสูง ก๊าซที่อยู่ติดกับดาวนิวตรอน และสถานการณ์ที่แปลกใหม่อื่นๆ นักวิจัยกล่าวว่าหน่วยงานอิเล็กทรอนิกส์ใหม่นี้มีแนวโน้มว่าจะเป็นแบบจำลองตั้งโต๊ะสำหรับการตรวจสอบฟิสิกส์ของอนุภาคดังกล่าว
ผลตอบแทนที่เป็นประโยชน์ก็เป็นไปได้เช่นกัน
อิเล็กตรอนเร็วสามารถทำให้แผ่นคาร์บอนใหม่ทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบวงจรชนิดใหม่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถทำงานที่ความถี่สูงถึง 1,000 เท่าของส่วนประกอบทั่วไปในปัจจุบัน Andre K. Geim จากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ในอังกฤษกล่าว นำหนึ่งในทีมวิจัย
สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์
รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ
ติดตาม
เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักวิทยาศาสตร์ที่สนใจการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบสองมิติได้สร้างสแต็คของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งเป็นโครงสร้างประเภทที่แพร่หลายในไมโครเซอร์กิตในปัจจุบัน เพื่อจำกัดอนุภาคให้อยู่ในโซนที่สแต็กสองชั้นมาบรรจบกัน (SN: 12/18&25/04 , p. 394: อิเล็กตรอนวิ่งผ่านมัน ). ในการศึกษาที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์พบการเปลี่ยนแปลงทางกลเชิงควอนตัมที่คาดไม่ถึงของความต้านทานไฟฟ้า ซึ่งกลายเป็นที่รู้จักในชื่อควอนตัมฮอลล์เอฟเฟกต์ (SN: 2/22/03, p. 124: Knotty Calculations ) การค้นพบเหล่านั้นได้รับรางวัลโนเบลในที่สุด
ปีที่แล้ว Geim และทีมของเขารายงานว่าสามารถขจัดเกล็ดคาร์บอนที่มีความหนาหนึ่งอะตอมที่ไม่เสียหายออกจากชิ้นส่วนของกราไฟต์ได้ (SN: 10/23/04, p. 259: Graphite in Flatland: แผ่นคาร์บอนอาจเป็นคู่แข่งกับท่อนาโน ) ตอนนี้ทีมนั้นและอีกทีมที่นำโดย Philip Kim แห่งมหาวิทยาลัยโคลัมเบียได้ตั้งศูนย์ที่อิเล็กตรอนในเกล็ดคาร์บอนดังกล่าว ซึ่งรู้จักกันในชื่อกราฟีน
ในการทดลองทั้งสองทีมเคลือบเวเฟอร์ซิลิคอนด้วยชั้นบาง ๆ ของซิลิกอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นฉนวนไฟฟ้า พวกเขาวางเกล็ดกราฟีนไว้บนฉนวนและเชื่อมต่ออิเล็กโทรดเข้าด้วยกัน จากนั้น นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการวัดความต้านทานไฟฟ้าของสะเก็ดเพื่อเปิดเผยคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของพวกมัน พวกเขาพบการเปลี่ยนแปลงของเอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์ที่คาดการณ์ว่าจะเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อผลกระทบเชิงสัมพัทธภาพมีความสำคัญเท่านั้น
ในกราฟีน ข้อโต้แย้งทางทฤษฎีบ่งชี้ว่า อิเล็กตรอนที่มีปฏิสัมพันธ์เป็นคลื่นควอนตัมจะหักล้างมวลของกันและกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ เป็นผลให้อนุภาคเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าอิเล็กตรอนทั่วไปที่มีมวลมากในเซมิคอนดักเตอร์ Geim กล่าว กลุ่มอธิบายการค้นพบของพวกเขาในรายงานย้อนหลังใน 10 พ.ย. ธรรมชาติ
Charles L. Kane แห่งมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียในฟิลาเดลเฟียกล่าวว่า “พวกมันสามารถแยกกราฟีนได้จริงและแสดงให้เห็นว่ามันมีพฤติกรรม [exotic electron] นี้ ”
Credit : gerisurf.com
shikajosyu.com
kypriwnerga.com
cjmouser.com
planosycapacetes.com
markerswear.com
johnyscorner.com
escapingdust.com
miamiinsurancerates.com
bickertongordon.com
