En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad de California, Berkeley, han mostrado una forma de reducir la masa efectiva de electrones en un metamaterial a casi cero. Esto se hizo creando un metamaterial con una serie periódica de pequeñas varillas de metal. Las barras están dispuestas de tal manera que crean un fuerte campo eléctrico que empuja los electrones del metamaterial entre sí. Esta interacción entre los electrones y el campo eléctrico reduce su masa efectiva.
Los investigadores creen que sus hallazgos podrían conducir a una nueva clase de dispositivos electrónicos basados en el control de la masa efectiva de los electrones. Estos dispositivos podrían usarse para una variedad de aplicaciones, como transistores de alta velocidad, láseres de baja potencia y sensores ultrasensibles.
El estudio se publica en la revista Nature Materials.
Los investigadores crearon un metamaterial con una serie periódica de pequeñas varillas de metal. Las barras están dispuestas de tal manera que crean un fuerte campo eléctrico que empuja los electrones del metamaterial entre sí. Esta interacción entre los electrones y el campo eléctrico reduce su masa efectiva.
La masa efectiva de un electrón es una medida de la dificultad que tiene para moverse. Cuanto menor sea la masa efectiva, más fácil será para el electrón moverse. En el metamaterial creado por los investigadores, la masa efectiva de los electrones se redujo a casi cero. Esto significa que los electrones pueden moverse muy fácilmente a través del metamaterial.
Los investigadores creen que sus hallazgos podrían conducir a una nueva clase de dispositivos electrónicos basados en el control de la masa efectiva de los electrones. Estos dispositivos podrían usarse para una variedad de aplicaciones, tales como:
* Transistores de alta velocidad:Los transistores son interruptores electrónicos que controlan el flujo de corriente en un circuito. La velocidad de un transistor está limitada por la masa efectiva de los electrones en el transistor. Al reducir la masa efectiva de los electrones, es posible fabricar transistores que sean mucho más rápidos.
* Láseres de baja potencia:Los láseres son dispositivos que emiten luz. El consumo de energía de un láser es proporcional a la masa efectiva de los electrones del láser. Al reducir la masa efectiva de los electrones, es posible fabricar láseres que consuman menos energía.
* Sensores ultrasensibles:Los sensores son dispositivos que detectan cambios en el entorno. La sensibilidad de un sensor está limitada por la masa efectiva de los electrones en el sensor. Al reducir la masa efectiva de los electrones, es posible fabricar sensores que sean más sensibles.
Los hallazgos de los investigadores podrían conducir a una nueva generación de dispositivos electrónicos que sean más rápidos, más eficientes y más potentes. Estos dispositivos podrían tener una amplia gama de aplicaciones, desde computación de alta velocidad hasta láseres de baja potencia y sensores ultrasensibles.
