▲研究中使用的新型双层石墨烯半导体可以让电子像水一样流动起来，这为开辟新一代更高效的电子产品提供了可能。

在“电子如何像水一样流动”这一问题中，研究人员有了新的突破——一种由两层超洁净原子薄石墨烯制成的新型半导体让他们获得了新的认识，并在一些关于金属物理的基本假设中找到了突破。

来自新加坡国立大学设计与工程学院和美国哥伦比亚大学的研究人员组成了国际团队，共同实现了这一突破。

新国大设计与工程学院材料科学与工程系副教授Shaffique Adam是此次研究的负责人之一，他谈到，该研究可以为设计新一代电子产品铺平道路——这类电子产品可以在室温下运行且功耗极低。

Shaffique Adam教授说：“通常情况下，要使电子移动得更快的方法是让材料变得更干净。但是，当我们突破材料纯度的界限时，就会出现新的物理现象。本次，我们展示了一种新型的通用流体动力半导体，只要它们足够干净，就可以在许多不同的材料中看到这种半导体。”

▲在这次研究中，材料科学与工程系副教授Shaffique Adam主导了在新国大的研究工作。

在此次研究中，新国大-哥伦比亚大学研究团队探究了一种新型流体动力学半导体的特性，其中带负电的电子和带正电的“空穴”可以一起流动来承载电流。

由于标准晶体管中的电流由许多独立移动的电子组成，随着电子的移动，它们不可避免地会遇到材料缺陷或晶格振动，从而导致它们散射和消耗能量。然而，当材料的缺陷很少时，电子就会集体行动——它们会在遇到任何其他缺陷时一起移动，就像水在岩石周围流动一样。

令该研究团队惊讶的是，他们发现这种流体动力电流可以用两个相对简单的方程来描述：一个描述电子和空穴如何相互滑动，另一个则描述所有电荷如何在缺陷周围一起移动。

▲此次研究中，研究团队展现了电子行为的视觉表象。

哥伦比亚大学机械工程系的James Hone教授表示：“简单的公式通常意味着简单的物理现象。”此外，他还提到，当新国大博士后研究员Derek Ho和Shaffique Adam副教授一起建立新模型时，他感到非常惊讶。

他说：“我们所接受的教育告诉我们，在普通金属中，你真正需要知道的是电子如何从各种类型的缺陷中进行反弹；然而在这个系统中，尽管这一基本模型是我们学习的重点，但它也并不适用于此。”