Genstridige elektroner ignorerer antagelser og følger en anden vej

(Phys.org) – Det er muligt at lave guldtråde så tynde, at der ikke engang er plads nok til, at elektroner kan passere hinanden. Det er som om de kørte ned ad en ensporet motorvej, dette har stor indflydelse på trafikafviklingen. Men præcis hvilken vej går elektronerne? Målinger foretaget af forskere ved University of Twentes MESA+ Institute for Nanotechnology gav svaret. Overraskende nok, det viste sig, at elektronerne ikke bevæger sig gennem selve nanotrådene, men gennem "trugene" mellem dem. Det viste forskerne i en nylig artikel offentliggjort i det prestigefyldte tidsskrift Naturfysik .

Nanotrådene, som har et tværsnitsareal på højst en kvadratnanometer (en nanometer er en milliontedel af en millimeter), er knyttet til et substrat lavet af halvlederen germanium. De praktisk talt fejlfrie nanotråde er anbragt med intervaller på kun 1,6 nanometer. Dette tvinger elektroner til at antage en-dimensionel adfærd.

Parallel eller vinkelret

I en nylig avis i Naturfysik , Tyske forskere udtalte, at elektroner viser denne adfærd i en retning parallelt med guld nanotrådene. Deres forskning viste, at "motorvejsbanerne" er placeret langs de guld nanotråds "rygge". Japanske forskere svarede ved at fastslå, at elektronerne faktisk bevæger sig i en retning, der er vinkelret på justeringen af ​​guldnanotrådene.

Forskere fra Physics of Interfaces and Nanomaterials-gruppen, som ledes af prof. Harold Zandvliet, besluttede at teste disse ideer, ved at skabe et rumligt billede af elektronernes ledningsvej. Så hvem havde ret? Tyskerne havde ret, i det omfang elektronerne bevæger sig parallelt med nanotrådene. Imidlertid, ladningstransport foregår i "trugene" mellem nanotrådene, ikke langs selve nanotrådene. Som resultat, undersøgelsen kaster overraskende nyt lys over ladningsbærernes adfærd på atomær skala.