Новосибирские физики зарегистрировали гидродинамические вихри в электронной жидкости — и сделали это механическим способом
Исследователи Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН и Новосибирского государственного университета применили наномеханический резонатор и доказали: электроны в твердом теле могут вести себя как вязкая жидкость, и в этом потоке возникают вихри.
Проблема:
Электрический ток в твердых телах — сложное движение огромного числа электронов. В некоторых случаях взаимодействие между ними играет определяющую роль, и движение становится коллективным. Описать его как движение независимых частиц уже нельзя.
По сути:
Электронный вихрь, подобно крошечной стрелке компаса, обладает собственным магнитным моментом: внешнее магнитное поле стремится развернуть его ось вдоль поля. В обычных экспериментах такого поворота не происходит — вихри малых размеров создают в массивных чипах, и крутящих сил недостаточно.
Решение:
Ученые создали вихрь в наномеханическом резонаторе — подвешенной мембране в виде лепестка толщиной 166 нанометров — в сотни раз тоньше человеческого волоса, с одним закрепленным краем. Меняя направление тока на частоте механического резонанса и наблюдая за колебаниями, авторы подтвердили существование электронных вихрей и получили новый способ их изучения.
Для чего это нужно?
По мнению ученых, метод пригодится в будущем для различных материалов и наноэлектромеханических систем, работающих на новых принципах. Такие проводящие и механически подвижные системы могут служить чувствительными сенсорами сверхмалых масс, сил, зарядов и спинов.
Исследование поддержано Российским научным фондом.