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C’est confirmé : les électrons se comportent comme un fluide en passant par le graphène

Crédits : iStock

Une étude suggère que les électrons se comportent de manière inhabituelle dans le graphène. Ils se conjuguent dans certaines conditions pour circuler comme un liquide, un comportement jusqu’alors jugé impossible.

Le graphène est un matériau composé d’un seul atome d’épaisseur qui a de quoi fasciner. Celui-ci présente en effet des propriétés étonnantes comme une résistance à la rupture 200 fois supérieure à l’acier tout en étant six fois plus léger. Il est également meilleur conducteur que le silicium ou le cuivre. Dans la plupart de ces métaux, la conductivité est limitée par des imperfections cristallines qui font que les électrons se dispersent fréquemment un peu comme des boules de billard lorsqu’ils passent à travers. Plus il y a de désordre, et moins la conductivité est bonne. Il y a quelques jours en revanche, des chercheurs de l’Université de Manchester ont constaté qu’à certaines températures, les électrons entrent en collision les uns avec les autres si souvent qu’ils commencent à couler collectivement comme un fluide visqueux, ce qui améliore la conductivité. Et ça change tout.

Lorsqu’ils se comportent comme un fluide, la résistance est quasi nulle. Nous avons alors une supraconductivité. À l’heure actuelle, ces résultats ont déjà été atteints, mais cette capacité n’émerge qu’à des températures inférieures à -267 °C. Dans cette dernière étude, les chercheurs ont pu observer ce flux dit super-balistique à une température relativement « chaude », de -123 °C. Ils ont également constaté que la résistance diminuait à mesure que la température augmentait. Les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue Nature Physics.

Imaginez ici un canal que les électrons doivent traverser : ceux-ci ralentissent lorsqu’ils rebondissent sur les bords du canal, perdant alors de l’élan. Cependant, ici, certains électrons restent près du bord, empêchant efficacement d’autres électrons de se heurter à ces régions et de ralentir. En conséquence, certains électrons deviennent super-conducteurs. C’est un peu la même chose dans une rivière : le courant est plus fort et plus rapide au milieu.

D’autres équipes indépendantes devront vérifier ces résultats, mais si ceux-ci se confirment, ils ouvriraient la voie à une toute nouvelle physique permettant de penser des ordinateurs beaucoup plus puissants ou des réseaux électriques plus performants.

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