Это явление было предсказано теорией уже давно. Теперь же впервые ученые из Института науки Вейцмана и Массачусетского технологического института представили экспериментальное доказательство его существования: они наблюдали образование электронных вихрей, что является характерной особенностью жидкостей. Это открытие может привести к разработке нового поколения маломощной электроники.
Сообщается, что в ходе своей работы научные специалисты исследовали проводники из теллурида вольфрама, которые проявляют свойства вейлевских полуметаллов.
Вейлевский полуметалл – это трехмерный аналог графена, двумерного кристалла с уникальными свойствами. В этом материале рассеяние электронов происходит на крупномасштабных шероховатостях поверхности проводника. Последние возникают под небольшими углами и не меняют своей энергии. Этот процесс создает эффективную вязкость, поэтому ток начинает двигаться как электронная жидкость.
Чтобы увидеть вихри этой жидкости, физиками была создана серия образцов толщиной от 23 до 48 нанометров в виде полосы с двумя смежными усеченными окружностями.
Ширина полосы составляла 550 нанометров, а радиус кругов – 900 нанометров. Ширина контакта между кругами и полосой варьировалась и определялась угловой апертурой. Исследователи также изготовили золотые контрольные образцы такой же формы.
Затем они пропустили ток через каждый образец при температуре -267°C измерили ток в определенных точках. Для этого специалисты использовали сканирующий сверхпроводящий квантовый прибор (SQUID). Они измеряют магнитные поля с чрезвычайно высокой точностью. Таким образом, команда смогла детально проследить, как электроны проходят через узорчатые каналы в каждом материале.
Выяснилось, что электроны, протекающие в золотых образцах, не меняли направления, даже когда часть тока проходила через каждую боковую камеру. Электроны, проходящие через дителлурид вольфрама, напротив, двигались вдоль канала и закручивались в каждой боковой камере.
Электроны создавали небольшие водовороты в каждой камере, а затем вытекали обратно в главный канал.
Таким образом, ученые смогли экспериментально подтвердить фундаментальное свойство поведения электронов.
