p Uma nova compreensão da física de materiais condutores foi descoberta por cientistas observando o movimento incomum dos elétrons no grafeno. p O grafeno é muitas vezes mais condutor do que o cobre, graças, em parte, à sua estrutura bidimensional. Na maioria dos metais, a condutividade é limitada pelas imperfeições do cristal que fazem com que os elétrons se espalhem freqüentemente como bolas de bilhar quando se movem através do material.

p Agora, observações em experimentos no Instituto Nacional de Grafeno forneceram uma compreensão essencial quanto ao comportamento peculiar dos fluxos de elétrons no grafeno, que precisam ser considerados no projeto de futuros circuitos nanoeletrônicos.

p Em alguns materiais de alta qualidade, como grafeno, elétrons podem viajar distâncias mícron sem espalhamento, melhorando a condutividade por ordens de magnitude. Este chamado regime balístico, impõe a máxima condutância possível para qualquer metal normal, que é definido pelo formalismo de Landauer-Buttiker.

p Aparecendo hoje em Física da Natureza , pesquisadores da Universidade de Manchester, em colaboração com físicos teóricos liderados pelo Professor Marco Polini e Professor Leonid Levitov, mostrar que o limite fundamental de Landauer pode ser violado no grafeno. Ainda mais fascinante é o mecanismo responsável por isso.

p Ano passado, um novo campo da física do estado sólido denominado 'hidrodinâmica de elétrons' gerou enorme interesse científico. Três experimentos diferentes, incluindo um realizado pela Universidade de Manchester, demonstrou que em certas temperaturas, os elétrons colidem uns com os outros com tanta frequência que começam a fluir coletivamente como um fluido viscoso.

p A nova pesquisa demonstra que esse fluido viscoso é ainda mais condutor do que os elétrons balísticos. O resultado é bastante contra-intuitivo, uma vez que, normalmente, eventos de dispersão agem para diminuir a condutividade de um material, porque eles inibem o movimento dentro do cristal. Contudo, quando os elétrons colidem uns com os outros, eles começam a trabalhar juntos e facilitam o fluxo da corrente.

p Isso acontece porque alguns elétrons permanecem perto das bordas do cristal, onde a dissipação de momentum é mais alta, e mova-se bem devagar. Ao mesmo tempo, eles protegem os elétrons vizinhos da colisão com essas regiões. Consequentemente, alguns elétrons se tornam supersalísticos à medida que são guiados por seus amigos através do canal.

p Sir Andre Geim disse:"Nós sabemos pela escola que desordem adicional sempre cria resistência elétrica extra. Em nosso caso, a desordem induzida pelo espalhamento de elétrons na verdade reduz em vez de aumentar a resistência. Isso é único e bastante contra-intuitivo:os elétrons, quando formam um líquido, começam a se propagar mais rápido do que se estivessem livres, como no vácuo ".

p Os pesquisadores mediram a resistência das constrições do grafeno, e descobriu que diminui com o aumento da temperatura, em contraste com o comportamento metálico usual esperado para grafeno dopado.

p Ao estudar como a resistência através das constrições muda com a temperatura, os cientistas revelaram uma nova quantidade física que eles chamaram de condutância viscosa. As medições permitiram determinar a viscosidade do elétron com uma precisão tão alta que os valores extraídos mostraram notável concordância quantitativa com a teoria.