证实：电子在石墨烯中像液体般流动有疯狂的超导性

电子被逮捕到像流体般流过石墨烯，达到物理学家认为在根本上是不可能的极限。

这类的导电性被称为“超弹道(superballistic)”流动。这项新实验认为它可能彻底改变我们传导电流的方式。

那么，这里发生了什么事?几十年来，科学家推测在某些情况下，电子可能会停止个别的行为，并且碰撞得很频繁，它们实际上开始流动得像一种黏稠流体，具备一切的独特的特性。

但这是在去年研究人员才证实的现象，首次证明即使在室温下，石墨烯内的电子可以表现成比蜂蜜粘稠1百倍的流体，研究人员称为“来自于[电子]集体运动的量子力学怪现像”。

透过解开这种流体般的行为，研究人员能够观察到石墨烯中的电子，打破电子在正常金属中的基本限制，这种现象称为兰道尔弹道极限(Landauer’s
ballistic limit)。

这可能是实验第一次证明一种全新类型的物理学究竟有多强大。而且重要的是，它还暗示我们可能即将可以以接近零阻力来传送电流通过材料。

现在，这是超导体可以实现的，但只有在低于绝对温度5.8度(摄氏-267度或华氏-450度)的超低温下，才会出现这种能力。

但在最新的研究中，这些研究人员能够在绝对温度150度(摄氏-123度或华氏-190度)的相对温暖的温度下，观察到在石墨烯内所谓的超弹道流动。

事实上，当温度上升时，阻力实际上是在减少，与你的预期相反。

非常奇怪的是，这种类型的电子流动，电子散射越多，材料的导电性越差;这与我们所知一切关于导电性的预期相反。

这就是为什么石墨烯是铜的导电性的好几倍，它整齐的2维结构比普通金属的缺陷少很多。因此，通过它的电子散射更少、而且移动更快，这种现象称为弹道流动。

但是当电子开始一起运作，表现得像流体一样，相反的现象会发生。这个相反的现象是这项最新研究向我们展示有能力解开超弹道流动。

如果您认为在石墨烯中的晶体是电子需要流过的通道，当电子从通道边缘弹回时，电子减速最大，失去动量。

然而，在这种流体行为中，一些电子保留在边缘附近，有效地缓冲其他电子与这些区域的碰撞以及减速。

结果，当电子被引导通过在石墨烯内的通道时，一些电子藉由弹回其它电子，变得超弹道。这是相同的事情发生在河流中，在中间的水流是最快的。

曼彻斯特大学(University of Manchester)物理学家Geim爵士和他的团队把这种新的物理量称为“粘性电导(viscous
conductance)”。

这项研究发表在自然物理学(Nature Physics)期刊。

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