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2024-10-22 10:36:15

粘性电子学:流体状电子正在释放新的技术可能性

导读 在高中科学课上,我们了解到将电缆插入电路会引发电子流,为从灯到手机等各种设备供电。传统上,我们通过这个简单的模型来了解电子在金属和...

在高中科学课上,我们了解到将电缆插入电路会引发电子流,为从灯到手机等各种设备供电。传统上,我们通过这个简单的模型来了解电子在金属和半导体中的行为:电子被想象成微小的独立粒子,就像高速公路上的汽车一样——每个电子都自由移动,彼此之间没有太多相互作用。

这是一个简单的观点,多年来一直是电子学的基础,帮助我们理解和设计支撑现代生活的电子设备。

然而,这种传统观点在某些新兴量子材料(如超薄、高导电材料石墨烯)中并不适用。在这些材料中,电子的行为方式与高速公路上的单辆汽车不同,而是像油一样共同作用。这一发现可能会对未来广泛技术的发展产生变革性影响。

新加坡国立大学设计与工程学院材料科学与工程系的助理教授丹尼斯·班杜林和他的团队正在探索量子材料如何在纳米尺度上与电磁辐射相互作用,以揭示新的科学现象及其在开发未来技术中的潜在用途。

研究小组在最近发表在《自然纳米技术》杂志上的一项研究中报告称,当石墨烯暴露于太赫兹频率的电磁辐射时,电子流体会升温,其粘度会急剧降低,从而导致电阻降低——就像油、蜂蜜和其他粘稠流体在炉子上加热时更容易流动一样。

推进太赫兹波探测前沿

太赫兹 (THz) 波是电磁波谱中一个特殊且技术难度较大的部分,位于微波和透视 光之间,具有广泛的潜在应用。能够探测到 THz 波可能会带来重大技术进步。