Elektroner, der bevæger sig langs definerede slangetilstande

Fysikere ved universitetet i Basel har for første gang vist, at elektroner i grafen kan flyttes ad en foruddefineret bane. Denne bevægelse sker helt uden tab og kan danne grundlag for talrige anvendelser inden for elektronik. Forskergruppen ledet af professor Christian Schönenberger ved Swiss Nanoscience Institute og Institut for Fysik ved Universitetet i Basel offentliggør sine resultater sammen med europæiske kolleger i det anerkendte videnskabelige tidsskrift Naturkommunikation .

I nogle år, forskningsgruppen ledet af professor Christian Schönenberger ved Swiss Nanoscience Institute og Institut for Fysik har kigget på grafen, "mirakelmaterialet". Forskere ved universitetet i Basel har udviklet metoder, der giver dem mulighed for at strække, undersøge og manipulere lag af ren grafen. Derved, de opdagede, at elektroner kan bevæge sig i denne rene grafen praktisk talt uforstyrret - svarende til lysstråler. At lede elektronerne fra et bestemt sted til et andet, de planlagde aktivt at lede elektronerne langs en foruddefineret bane i materialet.

Elektriske og magnetiske felter kombineret

For første gang, det er lykkedes forskerne i Basel at tænde og slukke for elektronernes styring og lede dem uden tab. Den anvendte mekanisme er baseret på en egenskab, der kun forekommer i grafen. At kombinere et elektrisk felt og et magnetfelt betyder, at elektronerne bevæger sig langs en slangetilstand. Linjen bøjer til højre, derefter til venstre. Denne kontakt skyldes sekvensen af ​​positiv og negativ masse - et fænomen, der kun kan realiseres i grafen og kan bruges som en ny kontakt.

"En nano-switch af denne type i grafen kan indbygges i en bred vifte af enheder og betjenes blot ved at ændre det magnetiske felt eller det elektriske felt, " kommenterer professor Christian Schönenberger om de seneste resultater fra sin gruppe. Hold af fysikere fra Regensburg, Budapest og Grenoble var også involveret i undersøgelsen offentliggjort i " Naturkommunikation ".

Materiale med særlige egenskaber

Grafen er et meget specielt materiale med lovende egenskaber. Den består af et enkelt lag af kulstofatomer, men er stadig meget mekanisk holdbar og modstandsdygtig. Dens fremragende elektriske ledningsevne gør især grafen til genstand for forskning af adskillige hold af videnskabsmænd rundt om i verden.

De særlige egenskaber ved dette materiale blev undersøgt teoretisk for flere årtier siden. Imidlertid, først i 2004 lykkedes det fysikerne Andre Geim og Kostya Novoselov at fremstille grafen til eksperimentelle forsøg. De to forskere brugte scotch tape til at fjerne individuelle todimensionelle grafenlag fra det originale materiale, grafit. De modtog 2010 Nobelprisen i fysik for denne tilsyneladende simple metode, som muliggjorde eksperimentel grafenforskning for første gang. Siden da, forskere verden over har perfektioneret produktionsprocessen med enorm hastighed.