Teadlased avastasid uue mehhanismi elektronide juhtimiseks läbi kristalli.
Kui elektronid kristallis liiguvad, on nad kulonilises vastasmõjus ümbritsevate aatomitega ja põhjustavad viimaste võnkumisi, mida võib vaadelda kui kristallis levivaid virtuaalseid osakesi, foononeid, mis kannavad ära elektronide algset liikumisenergiat. Piltlikult ilmestab seda kujutlus vedrumadratsil veerevast raskest kuulist, mis paneb enda tee läheduses vedrud võnkuma ja aeglustub seejuures. Saksa teadlased leidsid aga, et galliumarseniidi kristallis elektronide kiirendamisel äärmiselt lühikese ja tugeva elektriväljaga muutub nende liikumise mehhanism põhimõtteliselt erinevaks eelkirjeldatust. Katses mõjutati elektrone 3 pikosekundi jooksul elektriväljaga 2 MV/m ja üllatavalt mõõdeti hariliku triivi asemel elektronide ostsilleeruv kulgemine läbi galliumarseniidi kristalli. Suure kiirusega liikumine vaheldus aeglasega just kristalli optiliste foononite omavõnkesagedusega. Katses leitud efekti kinnitavad ka teoreetilised arvutused ja sellele võib ennustada rakendust laengutranspordi juhtimises nanomõõtmelistes elektroonikaseadmetes.
 |
Joonise ülemisel poolel kujutab helesinine kuul elektroni ja pind selle all sama elektroni tekitatud elektrilist potentsiaali, mis põhjustabki hüpliku liikumise. Alumisel joonisel kujutatakse liikuva elektroni mõjul deformeerunud kristallvõret.
Allikad: sciencedaily.com, Nature 450, 1210-1213
Toimetas Erik Randla