Ученые из США представили новый металл, в котором электроны двигаются не как в твердых, а как в жидких материалах. Он позволит производить новые электронные устройства. Команда исследователей из Бостонского колледжа создала новый образец металла, в котором движение электронов происходит так же, как в жидкостях.

Ученые обнаружили, что в металлическом сверхпроводнике, синтезе ниобия и германия (NbGe₂), взаимодействие между электронами и фононами меняет перенос электронов от диффузионного, или похожего на частицы, к гидродинамическому, или похожему на жидкость режиму. Это открытие подтолкнет дальнейшее изучение материала и его потенциальных применений.

«Обычно электроны рассеиваются фононами, что приводит к обычному диффузному движению электронов в металлах. Наш эксперимент показал, что когда электроны сильно взаимодействуют с фононами, они образуют единую электронно-фононную жидкость. Новая жидкость будет течь внутри металла точно так же, как вода течет в трубе», — отметили ученые.

Используя специальную технику, «квантовые колебания», для оценки массы электронов в материале, исследователи обнаружили, что масса электронов во всех траекториях была в три раза больше ожидаемого значения. Ученые отмечают, что это неожиданный результат для такого материала.

«Это было действительно удивительно, потому что мы не ожидали таких «тяжелых электронов» в, казалось бы, простом металле, — отметили ученые. — Мы поняли, что за поведение тяжелых электронов отвечает сильное электрон-фононное взаимодействие. Поскольку электроны взаимодействуют с колебаниями решетки, или фононами, они подтягиваются за решеткой, и создается впечатление, что они приобрели массу и стали тяжелыми».

Следующим шагом ученых станет поиск похожих по свойствам материалов — для этого они будут использовать электрон-фононное взаимодействие. Команда также сосредоточится на управлении гидродинамической жидкостью электронов в таких материалах и разработке новых электронных устройств.