새로운 연구에서, 버클리 캘리포니아 대학교 (University of California)의 연구원들은 전자의 효과적인 전자 질량을 메타 물질에서 거의 0으로 줄이는 방법을 보여주었습니다. 이것은 주기적으로 작은 금속 막대가있는 메타 물질을 만들어서 수행되었습니다. 막대는 메타 물질의 전자를 서로 향하게 밀리는 강력한 전기장을 생성하는 방식으로 배열됩니다. 전자와 전기장 사이의 이러한 상호 작용은 효과적인 질량을 감소시킵니다.
연구원들은 그들의 연구 결과가 전자 유효 질량의 제어에 기초한 새로운 종류의 전자 장치로 이어질 수 있다고 생각합니다. 이 장치는 고속 트랜지스터, 저전력 레이저 및 매우 민감한 센서와 같은 다양한 응용 분야에 사용될 수 있습니다.
이 연구는 자연 재료 저널에 발표되었습니다.
어떻게 작동합니까?
연구원들은 주기적으로 작은 금속 막대가있는 메타 물질을 만들었습니다. 막대는 메타 물질의 전자를 서로 향하게 밀리는 강력한 전기장을 생성하는 방식으로 배열됩니다. 전자와 전기장 사이의 이러한 상호 작용은 효과적인 질량을 감소시킵니다.
전자의 효과적인 질량은 전자가 이동하기가 얼마나 어려운지를 측정합니다. 유효 질량이 낮을수록 전자가 이동하기가 더 쉬워집니다. 연구원들이 생성 한 메타 물질에서 전자의 효과적인 질량은 거의 0으로 감소되었습니다. 이것은 전자가 메타 물질을 통해 매우 쉽게 움직일 수 있음을 의미합니다.
잠재적 응용 프로그램은 무엇입니까?
연구원들은 그들의 연구 결과가 전자 유효 질량의 제어에 기초한 새로운 종류의 전자 장치로 이어질 수 있다고 생각합니다. 이 장치는 다음과 같은 다양한 응용 분야에 사용될 수 있습니다.
* 고속 트랜지스터 :트랜지스터는 회로에서 전류의 흐름을 제어하는 전자 스위치입니다. 트랜지스터의 속도는 트랜지스터에서 전자의 유효 질량에 의해 제한됩니다. 전자의 효과적인 질량을 줄임으로써 트랜지스터를 훨씬 빠르게 만들 수 있습니다.
* 저전력 레이저 :레이저는 빛을 방출하는 장치입니다. 레이저의 전력 소비는 레이저에서 전자의 효과적인 질량에 비례합니다. 전자의 효과적인 질량을 줄임으로써 전력을 덜 소비하는 레이저를 만들 수 있습니다.
* 매우 민감한 센서 :센서는 환경의 변화를 감지하는 장치입니다. 센서의 감도는 센서에서 전자의 효과적인 질량에 의해 제한됩니다. 전자의 효과적인 질량을 줄임으로써 더 민감한 센서를 만들 수 있습니다.
결론
연구원의 연구 결과는 더 빠르고 효율적이며 강력한 새로운 세대의 전자 장치로 이어질 수 있습니다. 이 장치는 고속 컴퓨팅에서 저전력 레이저, 매우 민감한 센서에 이르기까지 광범위한 응용 분야를 가질 수 있습니다.
