Los Electrones que Fluyen como un Líquido en el Grafeno, Inician una Nueva Ola de la Física

física grafeno Aug 21, 2017

El misterioso electrón, imaginado como bolas de billar en el modelo de Bohr y como partículas puntuales en la teoría cuántica de campos, sigue sin ser realmente comprendido. Estudiar el comportamiento colectivo y las propiedades de interacción de los electrones podría ayudarnos a comprender mejor su intrigante naturaleza.

Las propiedades de dispersión y la conductividad son un tema muy estudiado, con el entendimiento fundamental sobre que la dispersión de electrones disminuye la conductividad. Las imperfecciones del cristal y las altas temperaturas pueden aumentar la dispersión de los electrones y, por tanto, afectar a la conductividad del metal. Los metales de alta calidad, con menos impurezas, permiten que el electrón viaje más lejos sin ser dispersado y, por tanto, experimentan una resistencia insignificante y una mayor conductividad. Sin embargo, esta resistencia insignificante -que permite el transporte "balístico" de los electrones a través de un medio- está limitada por la relación entre la distancia que recorre el electrón antes de dispersarse -su camino libre medio- y la dimensión del medio que recorre.

Uno de estos metales de alta calidad es el grafeno, en el que los electrones pueden recorrer distancias de micras sin dispersarse. Por ello, el grafeno presenta una resistencia insignificante y una gran conductividad. Sin embargo, en un estudio reciente en el campo de la hidrodinámica de electrones, un equipo de investigadores de la Universidad de Manchester descubrió que, para temperaturas inferiores a 150 Kelvin, el transporte de electrones a través del grafeno aumenta con el incremento de la temperatura. Además, la conductancia medida, debido a este comportamiento contrario, supera la conductancia máxima posible para los electrones libres.

El profesor Marco Polini y su equipo atribuyen esta anomalía al "... movimiento colectivo de los electrones que interactúan, que 'blinda' a los portadores individuales de la pérdida de impulso en los límites de la muestra".

Una mayor investigación sobre el movimiento colectivo de los electrones y sus efectos viscosos en la conductividad no sólo ayudará a determinar el alcance de los efectos, sino que también podría mejorar nuestra comprensión de la naturaleza del electrón.

Artículo: https://phys.org/news/2017-08-electrons-liquid-graphene-physics.html

 
 
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