Международная команда исследователей из Венского технологического университета объяснила своеобразное поведение электронов, движущихся через узкие щели в слое графена. Описать их поведение оказалось возможным в терминах квантовой механики. Результаты исследований опубликованы в журнале Nature Communications.
«Когда электрический ток течет через графен, мы не должны себе представлять электроны как маленькие шарики, перекатывающиеся по материалу. Электрон не ограничивается каким-то конкретным атомом углерода, он в некотором смысле находится везде одновременно», — объяснил Флориан Либих (Florian Libisch) из Технического университета Вены, руководивший теоретической частью исследования.
Ученые наблюдали за электронами, проходящими сквозь щели в графене. Было бы логичным предположить, что чем шире щель, тем больший поток электронов сквозь нее проходит. Но отношения между шириной щели, энергией электронов и электрическим током оказались довольно сложными. Когда щель становилась шире, ток не увеличивался постепенно, а рос только в определенных точках, что указывает на квантовые эффекты.
Если длина волны электрона настолько велика, что она не проходит сквозь сужение, поток электронов становится очень низким. При этом, когда энергия электрона увеличивается, его длина волны уменьшается, и в какой-то момент одна длина волны проходит через сужение, затем две длины волны, потом три — поток электронов увеличивается на характерные значения.
