Superkapasitor graphene baru menyimpan energi setingkat baterai dan mengisi ulang secara instan, mendefinisikan ulang penyimpanan daya yang cepat. Para insinyur telah mencapai tonggak penting dalam upaya global untuk merancang sistem penyimpanan energi yang menggabungkan kecepatan tinggi dengan keluaran daya yang kuat, membuka kemungkinan baru untuk kendaraan listrik, stabilisasi jaringan listrik, dan elektronik konsumen. Dalam sebuah makalah yang baru-baru ini diterbitkan di Nature (…)

JetMedia Digital Agency

Para ilmuwan menjadi graphene yang rusak menggunakan azupyrene, membuatnya lebih berguna untuk sensor dan semikonduktor. Cacat mengubah bagaimana bahan berinteraksi dengan zat lain. Para peneliti telah menemukan pendekatan baru untuk menghasilkan graphene yang sengaja menggabungkan cacat struktural, meningkatkan kinerja material. Kemajuan ini dapat memperluas kegunaannya di seluruh bidang seperti sensor, baterai, dan (…)

RisalahPos.com Network

Elektron di graphene dapat bertindak seperti cairan yang sempurna, menentang hukum fisik yang mapan. Temuan ini maju baik sains fundamental dan teknologi kuantum potensial.

Selama beberapa dekade, fisikawan kuantum telah bergulat dengan pertanyaan mendasar: dapatkah elektron mengalir seperti cairan bebas resistansi yang sempurna yang diatur oleh konstanta kuantum universal? Mendeteksi negara yang tidak biasa ini telah terbukti hampir mustahil di sebagian besar bahan, karena cacat atom, kotoran, dan ketidaksempurnaan struktural mengganggu efek tersebut.

Mendeteksi cairan kuantum dalam graphene

Sebuah tim dari Departemen Fisika di Institut Sains India (IISC), bekerja dengan kolaborator di Institut Nasional Jepang untuk Ilmu Material, kini telah mengidentifikasi cairan elektron yang sulit dipahami dalam graphene – bahan yang terdiri dari satu lapisan atom karbon. Temuan mereka, dilaporkan Fisika Alamberikan jalur baru ke fisika kuantum dan konfirmasi peran graphene sebagai platform yang kuat untuk menyelidiki perilaku kuantum yang tidak biasa.

“Sungguh menakjubkan bahwa ada banyak hal yang harus dilakukan hanya pada satu lapisan graphene bahkan setelah 20 tahun penemuan,” kata Arindam Ghosh, profesor di Departemen Fisika, IISC, dan salah satu penulis penelitian yang sesuai.

Para peneliti menghasilkan sampel graphene yang sangat bersih dan memantau konduksi listrik dan termal. Yang mengejutkan mereka, mereka mengamati bahwa kedua sifat bergerak ke arah yang berlawanan: ketika konduktivitas listrik naik, konduktivitas termal jatuh, dan sebaliknya. Hasil yang tidak terduga ini mengungkapkan keberangkatan yang mencolok dari undang-undang Wiedemann-Franz, aturan terkenal dalam fisika logam yang menyatakan kedua konduktivitas harus secara langsung proporsional.

Dalam sampel graphene mereka, tim IISC mengamati penyimpangan yang kuat dari undang -undang ini dengan faktor lebih dari 200 pada suhu rendah, menunjukkan decoupling mekanisme muatan dan konduksi panas. Decoupling ini, bagaimanapun, bukan peristiwa acak-ternyata konduksi muatan dan panas dalam kasus ini bergantung pada konstanta universal yang tidak tergantung material yang sama dengan kuantum konduktansi, nilai mendasar yang terkait dengan pergerakan elektron.

Cairan Dirac dan keadaan materi yang eksotis

Perilaku eksotis ini muncul pada “titik Dirac,” titik kritis elektronik yang tepat – dicapai dengan mengubah jumlah elektron dalam material – di mana graphene bukanlah logam atau isolator. Dalam keadaan ini, elektron berhenti bertindak sebagai partikel individu dan sebaliknya bergerak bersama seperti cairan, seperti air tetapi seratus kali lebih sedikit kental.

“Karena perilaku seperti air ini ditemukan di dekat titik Dirac, itu disebut cairan Dirac-keadaan materi yang eksotis yang meniru quark-gluon plasmasup partikel subatomik yang sangat energik yang diamati dalam akselerator partikel di CERN”Kata Aniket Majumdar, penulis pertama dan mahasiswa PhD di Departemen Fisika. Tim ini juga mengukur viskositas cairan Dirac ini dan menemukannya minimal kental, yang paling dekat dengan cairan yang sempurna.

Temuan ini menetapkan graphene sebagai platform berbiaya rendah yang ideal untuk menyelidiki konsep-konsep dari fisika berenergi tinggi dan astrofisika, seperti termodinamika lubang hitam dan penskalaan entropi keterikatan, dalam pengaturan laboratorium.

Dari perspektif teknologi, keberadaan cairan Dirac dalam graphene juga memiliki potensi yang signifikan untuk digunakan dalam sensor kuantum yang mampu memperkuat sinyal listrik yang sangat lemah dan mendeteksi medan magnet yang sangat lemah.

Referensi: “Universalitas dalam Aliran Kritis Kuantum dan Panas di Ultrachlean Gragene” oleh Aniket Majumdar, Nisarg Chadha, Pritam Pal, Akash Gugnani, Bhaskar Ghawri, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Subroto Mukerjee dan Arindame, 13 Agustus, 13 Agustus, Subroto Mukerjee dan Arindame, 13 Agustus, Subroto Mukerjee dan Arindame, 13 Agustus, Subroto, dan Arindame, Subroto Mukerjee, dan Arindame, Subroto, dan Arindame, 13 Agustus, Subroto, Subroto, dan Arindame, Subroto, 13 Agustus, 13 Agustus, 13 Agustus Fisika Alam.
Dua: 10.1038/S41567-025-02972-Z

Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.

Metode baru yang disebut VDW Squeezing memungkinkan penciptaan logam 2D ​​yang stabil dan tipis secara atom, membuka pintu ke perangkat canggih dan penemuan mendasar dalam ilmu material. Sejak penemuan graphene pada tahun 2004, penelitian tentang bahan dua dimensi (2D) telah maju dengan cepat, membuka perbatasan baru dalam sains fundamental dan pengembangan teknologi. Sementara hampir 2.000 2d (…)

RisalahPos.com Network

Para peneliti telah membuat terobosan dalam konversi frekuensi THZ menggunakan graphene, membuka kemungkinan baru untuk komunikasi nirkabel yang sangat cepat dan pemrosesan sinyal lanjutan. Pekerjaan mereka berfokus pada mengatasi keterbatasan sebelumnya dalam optik THZ nonlinier, langkah penting menuju teknologi 6G yang efisien. Membuka Kunci Kekuatan Gelombang THz dalam Komunikasi Tim Peneliti dari Universitas (…)

RisalahPos.com Network

Related

Dengan memutar lapisan graphene, para peneliti menemukan kristal elektronik yang unik di mana elektron membeku di tempat namun memungkinkan arus mengalir di sepanjang tepi tanpa resistensi. Perilaku ini ditentukan oleh topologi, seperti permukaan satu sisi strip Möbius. Temuan ini dapat memiliki implikasi besar untuk komputasi kuantum. Mengungkap keadaan kuantum baru dalam graphene (…)

RisalahPos.com Network

Related