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石墨烯中的电子表现得像光一样甚至更好‘天博最新下载地址’

发布时间:2022-05-31 01:50浏览次数:
本文摘要:由哥伦比亚大学物理学助理教授CoryDean,弗吉尼亚大学电气和计算机工程教授AvikGhosh以及哥伦比亚大学WangFong-Jen名誉工程教授JamesHone领导的一个团队,第一次必要仔细观察到了在电子通过导电材料中两个区域之间的边界时再次发生了负反射。这种效应在2007年首次被预测,但仍然以来都无法从实验上来证实。研究人员现在需要在石墨烯中仔细观察到了这种效应,证明在原子级别的厚度的材料中,电子展现出得像光线一样,可以通过透镜和棱镜等光学器件展开操控。

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由哥伦比亚大学物理学助理教授CoryDean,弗吉尼亚大学电气和计算机工程教授AvikGhosh以及哥伦比亚大学WangFong-Jen名誉工程教授JamesHone领导的一个团队,第一次必要仔细观察到了在电子通过导电材料中两个区域之间的边界时再次发生了负反射。这种效应在2007年首次被预测,但仍然以来都无法从实验上来证实。研究人员现在需要在石墨烯中仔细观察到了这种效应,证明在原子级别的厚度的材料中,电子展现出得像光线一样,可以通过透镜和棱镜等光学器件展开操控。

这项公开发表9月30日的《科学》杂志上的研究结果可能会造成基于光学的原理而不是电子的原理的新类型电子电源的发展。  在导电材料中像操控光线一样操控电子的能力,关上了一个关于电子学的全新的思维方式,Dean说道。

例如,包含计算机芯片的电源通过关上或重开整个器件来工作,而这消耗了相当大的功率。用透镜来将电子束在电极之间展开改向可能会大幅度的减少效率,从而解决问题构建更加慢、更加节约能源的电子器件的一个关键的瓶颈问题。光线通过长时间光学介质以及相比之下通过一个需要产生胜反射的介质时的传播路径的示意图。

  Dean补足说道:这些研究结果也有可能使新的实验探针沦为有可能。例如,电子透镜可以使芯片上版本的电子显微镜沦为有可能,其具备原子尺度的光学和临床能力。

其他由光学彰显启发的器件,如分束器和干涉仪,可以唤起对固态物质中电子的量子本质的新研究。  虽然石墨烯已被普遍探寻用作反对低的电子速度,但是想截断电子流而不伤害它们的移动性是出了名的无以。

Ghosh说道:那么一个很大自然的念头就是看否可以用多角度的结来在石墨烯中构建强劲电流截断。如果这需要令其我们失望,我们将不会获得一个可以用作仿真(RF)和数字(CMOS)电子器件的低功耗、超高速的电源装置,从而有可能减低许多我们在目前的电子器件上所面临的关于低能源成本和热支出的挑战。  当从一种材料转入另一种材料的时候,光不会改变方向或反射,这个过程容许我们用于透镜和棱镜来对光展开探讨和改向。一个被称作折射率的量要求了在边界处的倾斜程度,对于传统的材料例如玻璃来说其是一个正值。

然而,通过精妙的设计,也有可能建构出有具备胜折射率的超强材料,在这种材料中反射角度也是胜的。这可能会有不奇怪和戏剧性的结果,Hone提醒说道。

光学超强材料带给了无法解释而最重要的新技术,如可以突破散射无限大的容许展开探讨超强透镜,和通过使物体周围的光线倾斜而使物体不可见的光学斗篷。  穿越十分纯粹的导体的电子可以像光线一样直线传播,从而使得类光学现象的经常出现沦为有可能。

在材料中,电子密度起着了折射率类似于的起到,而当电子从具备某个密度的一个区域通过转入到另一个密度的区域时,其不会再次发生反射。此外,材料中的电流载体可以展现出为带上负电荷(电子)或带上正电荷(空穴),这各不相同它们是不存在于导带还是价带。事实上,被称作p-n结(p回应于是以,n回应胜)的空穴型和电子型导体之间的边界,包含了电子器件如二极管和晶体管的基本单元。  Hone说道:与在光学材料中建构一个胜折射率的超强材料是一个极大的工程挑战有所不同,负电子反射很大自然的再次发生在液体材料的任何p-n结上。


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