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동향 기본정보
그래핀 내에서 액체처럼 흐르는 전자
동향 개요
| 기관명 | NDSL |
|---|---|
| 작성자 | KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
| 작성일자 | 2017-08-22 00:00:00.000 |
| 내용 | 그래핀 내 전자의 비정상적인 움직임에서 전도성 물질의 물리에 대한 새로운 이해가 발견되었다. 그래핀은 2차원 구조로 인해 구리보다 몇 배나 더 전도성이 높다. 대부분의 금속에서 전도성은 결정 결함으로 인해 제한되며, 전자가 재료를 통과할 때 당구 공처럼 산란된다. 최근의 실험 관측은 미래의 나노 전자 회로의 설계에서 고려해야 할 그래핀에서의 전자 흐름의 특이한 행동에 대한 필수적인 이해를 제공했다. 그래핀과 같은 일부 고품질 소재에서는 전자가 산란없이 마이크로 거리를 이동하여 전도도를 몇 배 향상시킬 수 있다. 이른바 탄도 영역 (ballistic regime)은 란다우어-버티커 (Landauer-Buttiker) 공식에 의해 정의된 정상적인 금속에 대해 가능한 최대 컨덕턴스를 얻는다. 맨체스터 대학 (University of Manchester)의 연구팀이 진행한 연구결과가 게재된 네이처 피직스 (Nature Physics)의 보고 내용에 따르면 란다우어의 근본적인 한계가 그래핀에 의해 파괴될 수 있다는 것을 보였다. 작년 #39;전자 유체 역학 (electron hydrodynamics) #39;이라는 고체 물리학 분야의 새로운 분야가 거대한 과학적 관심을 불러 일으켰다. 맨체스터 대학이 수행한 실험을 포함하여 세 가지 실험에서 특정 온도에서 서로 전자가 너무 자주 충돌하여 점성 유체처럼 집합적으로 흐르기 시작한다는 사실을 입증했다. 새로운 연구는 이 점성 유체가 탄도 전자보다 더 전도성이 있음을 보여준다. 일반적으로 산란 현상은 물질 내에서의 움직임을 억제하기 때문에 물질의 전도도를 낮춘다고 알려져 있어 이에 반하는 결과이다. 그러나 전자가 서로 충돌할 때 함께 작용하기 시작하여 전류 흐름을 원활하게 한다. 이것은 일부 전자가 모서리 근처에 남아 있기 때문에 일어난다. 여기에서 운동량 소멸이 가장 높고 다소 천천히 움직인다. 동시에 그들은 이웃한 전자들이 그 영역들과 충돌하는 것을 보호한다. 결과적으로, 일부 전자들은 친구들에 의해 채널을 통해 안내 될 때 초 탄도가 된다. 연구팀은 그래핀 수축 저항을 측정하여 도핑된 그래핀에서 예상되는 일반적인 금속 거동과는 달리 온도가 상승하면 감소하는 것을 발견했다. 수축을 걸쳐 저항이 온도에 따라 어떻게 변하는지를 연구함으로써 과학자들은 점성 컨덕턴스라고 불리는 새로운 물리량을 밝혀냈다. 측정 결과, 추출된 값이 이론과 현저한 정량적 일치를 나타낼 정도로 높은 정밀도로 전자 점도를 결정할 수 있었다. |
| 출처 | |
| 원문URL | http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2017002918 |
| 첨부파일 |
추가정보
| 과학기술표준분류 | |
|---|---|
| ICT 기술분류 | |
| 주제어 (키워드) | 1. 그래핀, 점성 유체, 탄도, 전자 이동도, 컨덕턴스 2. graphene, viscous fluid, ballistic, electron mobility, conductance |