Hur elektroner interagerar med andra elektroner i kvantskala i grafen påverkar hur snabbt de reser i materialet, vilket leder till dess höga konduktivitet. Nu, Natália Menezes och Cristiane Morais Smith från Center for Extreme Matter and Emergent Phenomena vid Utrecht University, Nederländerna, och en brasiliansk kollega, Van Sergio Alves, har utvecklat en modell som tillskriver den större konduktiviteten i grafen till den accelererande effekten av elektroner som interagerar med fotoner under ett svagt magnetfält. Deras resultat har publicerats i EPJ B .

På grund av bikakegitterstrukturen i det enskikttjocka kolatommaterialet, elektronernas energi varierar i takt med deras hastighet. Om vi ​​var tvungna att föreställa oss spektrumet av elektroners hastighet, det skulle likna en kon. Konens lutning är elektronhastigheten, som är tre hundra gånger mindre än ljusets hastighet.

I den här studien, fysiker har utvecklat ett sätt att testa vad som händer när elektroner interagerar med varandra. Att göra så, de använde pseudokvantelektrodynamik (PQED), en teori som effektivt beskriver samspelet mellan elektroner medierade av fotoner som finns i olika rymddimensioner. Medan elektronerna är begränsade till att sprida sig på ett plan, fotonerna är fria att röra sig i 3D -rymden.

Som en del av studien, författarna tog också hänsyn till ett svagt magnetfält vinkelrätt mot grafenplanet. De använde sedan två olika metoder för att undersöka dess trendeffekt på hur elektronernas energi sprids runt konens toppunkt. Det överraskande fyndet är att elektroner har en tendens att öka deras hastighet mot fotonen, som färdas med ljusets hastighet. Och det svaga magnetfältet förändrar inte denna trend. Därför, elektronernas kollektiva beteende, som är kopplad till konduktivitet, förblir densamma som i frånvaro av ett svagt fält.