Дослідники картували квазібалістичні переміщення електронів у графені.
Фізики з Університету Канзасу використовували надшвидкі лазери, щоб спостерігати за переміщенням електронів у графені. Двовимірний матеріал дозволяє частинкам рухатися «вільно», практично не відчуваючи зіткнення з іншими частинками. Результати аналізу важливі управління електронами в напівпровідниках у майбутніх поколіннях електроніки.
Як правило, рух електронів у твердих тілах переривається зіткненнями з іншими частинками, пояснюють дослідники. Ці зіткнення відбуваються від 10 до 100 млрд разів на секунду і уповільнюють рух негативно заряджених частинок, викликаючи втрату енергії та виділення тепла. Рух, при якому електрон не відчуває зіткнень і рухається вільно, фізики назвали квазібалістичним.
У графені через особливості матеріалу такі зіткнення трапляються набагато рідше, а рух електрона наближено до «вільного». Фізики змусили електрони рухатись у графені, надавши їм додаткову енергію за допомогою лазера. Але електрон був рухливий лише приблизно одну трильйонну частку секунди, що надзвичайно ускладнює спостереження за ефектами. Коли електрон «вивільняється» зі щілини в графеновому шарі, позитивно заряджена «дірка», що залишилася, тягне негативно заряджену частинку назад.
Щоб вирішити цю проблему, фізики створили чотиришарову структуру з двома шарами графену, розділеними іншими одношаровими матеріалами дисульфідом — молібдену і диселенідом молібдену. Електрони направляли в одному шарі графену, а «дірки» залишалися в іншому.
У середньому електрони рухалися квазібалістично протягом приблизно 20 трильйонних часток секунди зі швидкістю 22 км/с. Після цього зазвичай частки у щось врізалися. Дослідники відзначають, що спостереження за рухом частинок носить як теоретичний, так і практичний характер. Використання квазібалістичного руху в електроніці може зробити пристрої швидше, потужнішими та енергоефективнішими.