Физики из Китая продемонстрировали возможность управлять так называемым электронным трением — процессом потери энергии электронами при движении через материал. Работа открывает новые перспективы для создания покрытий с ультранизким сопротивлением скольжению и энергоэффективной электроники. Исследование опубликовано в журнале Physical Review X.
Электронное трение под контролем
Международная группа исследователей обнаружила путь к «власти» над электронным трением в слоистых материалах. В эксперименте ученые изучали графит — материал, состоящий из атомарно тонких слоев углерода. Изменяя электрическое поле, они смогли регулировать взаимодействие между электронами и движущимися слоями, тем самым контролируемо изменяя величину трения.
Авторы исследования отмечают, что электронное трение становится особенно важным на наноуровне, где классические механические механизмы трения уже не актуальны. Возможность его настройки позволяет управлять потерями энергии в микроскопических устройствах.
По словам исследователей, управление электронным трением может помочь в разработке наноэлектромеханических систем, датчиков и компонентов квантовых технологий. В будущем это может привести к созданию устройств с минимальными энергетическими потерями и повышенной долговечностью.
Для справки
Сверхскольжение или сверхсмазка (superlubricity) — режим трения, при котором сопротивление движению почти исчезает — ранее наблюдалась в графене и графите при определенном взаимном повороте слоев.
В наномеханических системах потери энергии могут определяться не механическим контактом, а взаимодействием с электронным газом материала.
Графит и графен остаются ключевыми материалами для исследований трения на атомном уровне благодаря своей сверхтонкой слоистой структуре.
Недавно стало известно, что Томас Эдисон, вероятно, получил графен полтора века назад. Но даже великий изобретатель тогда не понял, что это такое.