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自带流动电子的新型金属材料，全新一代电子设备即将问世
自带流动电子的新型金属材料，全新一代电子设备即将问世
根据最近发表的一项研究，锻造了一种新的金属物体，其电子可以自由流动，就像管道中的水一样，这一研究为从粒子到类流体动力学的行为提供了一个基本的支点。可能会导致新一代的电子设备的产生。
在探索由锗和铌 (NbGe2) 组成的金属超导体时，波士顿学院物理学助理教授 Fazel Tafti 与佛罗里达州立大学和达拉斯德克萨斯大学的同事发现，声子和电子之间的强相互作用，改变了传输电子从其典型的粒子状（或扩散）运动转变为流体动力学的流体状运动。
Tafti 在与 IE 共享的禁运声明中说，这标志着首次在 NbGe2 物质中发现了电子-声子液体。声子是晶体结构振动的方式，通常，电子被声子散射，导致电子在金属中的通常扩散运动。一种新理论表明，当电子与声子强烈相互作用时，它们会形成一种统一的电子-声子液体。
这种新型液体在金属内部流动的方式与水沿管道流下的方式完全相同，在验证有关这一点的预测时，Tafti 及其同事相信这一发现将有助于激发对这种新型材料的进一步分析，以确定其多种应用。
除了电线中的电子之外，现代生活方式还依赖于管道中的水流，虽然这种“管道”格式在两种情况下听起来相似，但实际上却截然不同。根据流体动力学定律，水作为流体的连续体流动，而不是离散的分子。相比之下，电子作为离散粒子顽固地流动，并在金属通过晶格振动分裂时扩散。
研究团队采用了三种实验方法来突出新型金属中的电传导。拉曼散射揭示了由电子的特殊流体状流动引起的 NbGe2 晶体振动的运动变化。此外，电阻率测量显示电子的质量过大，X 射线衍射揭示了材料的晶体结构. 一种称为“量子振荡”的技术被证明在确定材料中电子的质量方面特别有用，使研究人员能够看到电子在所有轨迹中的质量是他们预期的三倍。
因为电子与晶格振动或声子强烈相互作用，它们被晶格‘拖拽’，看起来好像它们增加了质量并变重。Tafti 的下一步是寻找控制除 NbGe2 之外的其他材料中电子流体动力学流体的方法，这可能会导致新一代电子设备的电子可以在流体状态中移动。
原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_496031.html
来源：贤集网
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