W przełomowym odkryciu, naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara (UCSB) ujawnili nowe zrozumienie interakcji elektron-fonon w dwuwymiarowych (2D) półprzewodnikach. Ich wyniki, opublikowane niedawno, mogą zrewolucjonizować projektowanie urządzeń elektronicznych, czyniąc je bardziej energooszczędnymi.
Tradycyjnie interakcje elektron-fonon były postrzegane jako szkodliwe dla przewodnictwa elektrycznego. Jednak naukowcy z UCSB odkryli, że w materiałach 2D interakcje te mogą zachowywać pęd i energię, potencjalnie zwiększając przewodnictwo. Zjawisko to, nazwane "sprzężoną hydrodynamiką elektronowo-fononową", sugeruje bardziej wydajny system transportu energii.
Inżynierowie mechanicy Bolin Liao i Yujie Quan przeprowadzili symulacje, ujawniając, że elektrony i fonony zachowują się zbiorowo jak płyn. Otwiera to drzwi do wysoce wydajnego przewodnictwa elektrycznego, nawet w temperaturze pokojowej, oferując praktyczną alternatywę dla nadprzewodnictwa w bardzo niskich temperaturach.
Te postępy mają istotne implikacje dla projektowania półprzewodników. Inżynierując materiały w celu promowania zderzeń zachowujących pęd, możemy tworzyć urządzenia, które zużywają mniej energii. Badania podkreślają również potencjał materiałów 2D dla elektroniki nowej generacji, w tym tranzystorów opartych na spinie i ładunku.
W powiązanych wiadomościach, asystent profesora materiałoznawstwa z UCSB, Daniel Oropeza, otrzymał nagrodę Global Young Investigator Award 2025. To wyróżnienie podkreśla rosnące postępy w wykorzystaniu materiałów 2D do zaawansowanych zastosowań elektronicznych.