Исследователи Института физики полупроводников имени А. В. Ржанова СО РАН и Новосибирского государственного университета впервые подтвердили с помощью наномеханического резонатора, что электроны способны вести себя подобно жидкости и образовывать гидродинамические вихри. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу Минобрнауки России.
В ходе эксперимента электронный вихрь поместили в миниатюрное механическое устройство — наномеханический резонатор. Затем к системе приложили внешнее магнитное поле и измерили отклик вихря. Полученные данные позволили подтвердить жидкостную природу движения электронов.
Новый подход проще и надежнее методов, которые обычно применяют для поиска вихрей в электронной жидкости. Среди таких методов ученые назвали сканирующую зондовую микроскопию и SQUID-магнитометрию, предъявляющую повышенные требования к используемому оборудованию.
Для изготовления резонатора применили многослойные полупроводниковые структуры на основе арсенида галлия и алюминия-арсенида-галлия. Их вырастили методом молекулярно-лучевой эпитаксии в Институте физики полупроводников. Внутри структур сформирован тонкий слой с высокой плотностью электронов — двумерный электронный газ.
Сам нанорезонатор представляет собой тонкий круглый «лепесток», содержащий электронную полость с двумерным электронным газом. Один его конец закреплен, а второй подвешен. Устройство реагирует колебаниями на минимальные изменения электрофизических параметров, в том числе вызванные появлением электронного вихря. Вихри наблюдались при температуре минус 254 градуса Цельсия.
Метод может стать инструментом для подтверждения электронной гидродинамики без дорогостоящих измерений и использоваться при изучении электронно-жидкостных эффектов в графене. Исследователи также связывают его дальнейшее применение с совершенствованием нанорезонаторов и наносенсоров и изучением электронной турбулентности.