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加拿大科学家发现引起负微分电阻效应的精确原子结构
日期:2017年03月14日     

    加拿大阿尔伯塔大学国家纳米中心的研究团队近日发现了引起负微分电阻(NDR)效应的精确原子结构,解开了困扰科学家几十年的难题。相关研究成果发表在2016年12月30日的《物理评论快报》(Physical Review Letters)杂志上。

    NDR效应是一种奇怪的效应。通常情况下,当电子在电路中流动时,电压越大,电流越大。但是在特定环境下,电子会出现逆向的、违反直觉的效应,即电压越大,电流越小,这种现象被称为NDR效应。

    NDR效应早在1958年被首次观测到,并被第一次实际应用在江琦二极管中。江琦二极管以其发明者日本物理学家江琦玲于奈而命名,在当时取得令人振奋的实验结果,被宣称比晶体管还重要。虽然江琦二极管以及其它替代品如混合晶体管/NDR电路的价值在几十年前就被人们认识到,但由于大量生产非常困难,限制了它们有效或便宜的广泛应用。

    加拿大团队利用扫描隧道电子显微镜,不仅发现了引起NDR效应的精确原子结构,阐释了电子通过一个单一原子的特定量子力学原理,第一次成功解释了令人困惑的电压提高、电流降低的现象,并能很容易地控制这种效应。这意味着可以将NDR效应广泛应用在现有的电子晶体管中,制造出更小、速度更快、更便宜的手机和计算机等设备,并可能产生几十亿加元的商业应用价值。