Người ta có thể chế tạo những sợi dây bằng vàng mỏng đến mức thậm chí không có đủ chỗ cho các electron vượt qua nhau. Cứ như thể chúng đang chạy trên xa lộ một làn xe. Nhưng chính xác thì các electron đi theo đường nào? Các phép đo thực hiện bởi các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Nano MESA+ thuộc trường Đại học Twente đã mang lại câu trả lời. Thật bất ngờ, người ta tìm thấy các electron không chuyển động qua chính các dây nano đó, mà chuyển động qua những “chỗ hõm” ở giữa chúng. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh điều này trong một bài báo đăng trên tạp chí Nature Physics.
Ảnh chụp hiển vi lực nguyên tử (17 nm x 15 nm) cho thấy các dây nano trên một chất nền germanium
Các dây nano trên có tiết diện không hơn một nanomet vuông (một nanomet là một phần triệu của một millimet) và được gắn với một chất nền làm bằng chất bán dẫn germanium. Các dây nano hầu như không có khiếm khuyết đó được đặt cách nhau chỉ 1,6 nm. Bố trí này buộc các electron phải có hành trạng một chiều.
Trong một bài báo mới đăng trên tạp chí Nature Physics, các nhà nghiên cứu người Đức trình bày rằng các electron thể hiện hành trạng này theo một chiều song song với các dây nano vàng. Nghiên cứu của họ cho thấy “xa lộ một làn xe” nằm dọc theo các “rãnh” dây nano vàng. Các nhà nghiên cứu người Nhật đáp lại với phát biểu rằng thật ra các electron chuyển động theo một chiều vuông góc trục thẳng hàng của các dây nano.
Các nhà nghiên cứu thuộc nhóm Vật lí Tiếp giáp và Vật liệu Nano, do giáo sư Harold Zandvliet đứng đầu, đã quyết định kiểm tra những quan điểm này, họ tạo ra một ảnh không gian của đường dẫn của các electron. Vậy thì nhóm nào đúng? Chiến thắng thuộc về nhóm người Đức, nghĩa là các electron thật sự di chuyển song song theo các dây nano. Tuy nhiên, sự vận chuyển điện tích xảy ra ở những “chỗ hõm” giữa các dây nano, chứ không trên bản thân các dây nano. Như vậy, nghiên cứu trên đã làm sáng tỏ bất ngờ về hành trạng của những hạt mang điện ở thang bậc nguyên tử.
123physics (thuvienvatly.com)
Nguồn: Nature Physics
