Wenn Ladung wie Wasser fließt: Hydrodynamischer Ladungstransport in elektrischen Leitern. Issue 4 (2nd July 2020)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Menges, Fabian; Gotsmann, Bernd
• Is Part Of: Physik in unserer Zeit. Volume 51:Issue 4(2020:Jul.)
• Page Start: 190
• Page End: 195
• Publication Date: 2020-07-02
• Subjects: Elektronenfluid -- Hydrodynamik -- Ladungstransport -- Wärmetransport -- Viskosität -- Streuprozesse -- Wiedemann‐Franz Gesetz -- Planksche Dissipation; Physics -- Periodicals; Science -- Periodicals; 530
• DOI: 10.1002/piuz.202001579
• Languages: English
• ISSNs: 0031-9252

Abstract

Zusammenfassung: In den letzten Jahren wurden in elektrischen Leitern Anzeichen von hydrodynamischem Ladungstransport beobachtet. Dazu gehören die starke Abhängigkeit des Widerstands von der Leiterbreite, Verwirbelungen oder das Brechen des Wiedemann‐Franz‐Gesetzes. Die Messung dieser schon lange vorhergesagten Eigenschaften erlaubt neue Einblicke in das Elektronensystem. Zum Teil lässt sich die Viskosität der Elektronenfluide direkt mit Stoßprozessen zwischen Ladungsträgern erklären. In Wolframphosphid ist die Energiedissipation durch Stoßvorgänge durch das sogenannte Planksche Dissipationslimit begrenzt, das Ähnlichkeit mit der quantenmechanischen Energie‐Zeit‐Unschärfe hat. Aktuell wird an einem möglichen technischen Einsatz von hydrodynamischen Ladungstransport geforscht, in Form neuartiger elektronischer Bauteile. Abstract : Können sich Elektronen in einem Metall wie Wasser in einem Rohr bewegen? Eigentlich nicht! Erst wenn es zu einem hydrodynamischen Ladungstransport kommt, „fließt Strom" mit Eigenschaften ähnlich derer klassischer Flüssigkeiten. Elektronfluide ermöglichen neue Einblicke in die Natur des „Stromflusses" und dessen Quanteneigenschaften. Sie könnten schon bald die Entwicklung exotischer Elektronikbauteile inspirieren.