Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Узбекистана создали математическую модель, которая доказала, что вопреки классической модели электроны в двумерных материалах могут двигаться в поперечном направлении даже при отсутствии внешнего магнитного поля.
Разработка основана на точном решении открытой двумерной квантовой системы. В ней электроны взаимодействуют с окружающей средой через линейную связь, то есть по координатам x и y, и учитывают так называемый эффект памяти — явление квантовой системы, при котором ее эволюция зависит от ее прошлого. Эффекты связи со средой и памяти порождают поперечный электрический сигнал даже без внешнего магнитного поля.
Представьте носители заряда, которые не просто существует сами по себе, а обмениваются энергией с окружающей средой и помнят прошлые взаимодействия. Нам удалось установить, что эти «воспоминания» и корреляции между движениями по координатам x и y приводят к неожиданному эффекту — тому, что электрический ток может возникнуть в поперечном направлении даже без внешнего магнитного поля. Такой эффект был показан впервые, мы дали ему название гальванодиссипативный эффект. По сути, это открытие может помочь нам не только объяснить, почему некоторые 2D-материалы ведут себя иначе, но и научиться управлять этим поведением на наноуровне, используя свойства среды и архитектуру материала.
Разработанную математическую модель авторы проверили на графене. Они рассчитали его электропроводность и возникающие поперечные электрические поля.
Как отмечают в ТПУ, в будущем открытие политехников и разработанная математическая модель могут помочь повысить эффективность и функциональность электронных и оптоэлектронных устройств, например, сенсоров.
Ранее Наука Mail рассказывала, что Нобелевская премия по физике была вручена за квантовые эффекты.
