بررسی سرعت حرکت الکترونها و نوسان‌های آن‌ها 
در میدان‌های الکتریکی بسیار بالا

  از ویژگی‌های کریستال‌های خاص دررابطه با کوچک سازی  وسایل الکتریکی استفاده می‌شود

این که الکترون‌های به‌شدت تسریع شده می‌توانند اتم‌ها را برآشفته کنند و درمقابل این اتم‌های تحریک شده خود تسریع شده و کند شوند به واقعیت انتقال بار در نانوساختارها باز می‌گردد

 به گزارش سایت «ساینس دیلی» ( Science Daily) محققان در میدان الکتریکی بسیار بالا که در زمان بسیار کمی اعمال شده است حرکت‌های فوق سریع الکترون‌ها را در کریستال «گالیم ارسنید» بررسی کرده‌اند.این تحقیق برای اولین بار مجموعه‌ی نوسان‌های الکترون را با فرکانس‌های بسیار بالا نشان داده است. این کشف جدید می‌تواند نقش مهمی در رابطه با کوچک سازی‌‌ وسایل الکتریکی  داشته باشد.

نتیجه‌ی این تحقیق از طرف Peter Gaal, Wilhelm Kuehn, Klaus Reimann Michael Woerner ,Thomas Elsaesser - محققان مؤسسه‌های Paul Drude Institute و Max-Born Institute برلین - گزارش شده است.

«گالیم ارسنید» یکی از مواد مهم در تهیه‌ی نیمه هادی‌ها است که در شبکه‌ی آن اتم‌های گالیم بارهای مثبت جزئی و ارسنید بارهای منفی جزئی را حمل می‌کنند. جابجایی الکترون در کریستال در شبکه‌ی آن ایجاد یک انحراف می‌کند. بارهای منفی بار منفی را دفع و بار مثبت را جذب می‌کند.

«میشل ورنر»(Michael Wörner) می‌گوید: این عمل موجب نوسان اتم‌ها – در حالت سکونشان - می‌شود، که فنون نامیده می‌شود و مثل غلط خوردن یک توپ سنگین روی سطح است. با ارتعاش‌های شبکه مجددا آسایش رخ می ‌دهد و انرژی الکترون و سرعتش کم می‌شود و این به معنی همان مقاومتی است که از گذشته‌ی دور می‌شناسیم.

اگر زمان سرعت بخشیدن به الکترون‌ها با استفاده از میدان‌های بالا به مقدار کم‌تر از زمان مورد نیاز الکترون‌ها برای آسایش برسد آن‌گاه وضعیت کاملا متفاوت برای آن‌ها رخ می‌دهد.

حرکت‌های سریع ایجاد شده‌ی الکترونی در میدان‌های بالا - که پالس‌های منطقه‌ی طیفی زیر قرمزرا می‌دهد - در مقابل حرکت‌های سقوطی الکترون‌ها با سرعت‌های ثابت مقایشه شده است.

فرکانس این نوسان‌های سرعت دقیقا به فرکانس ارتعاشی الکترون مربوط است که اصطلاحا «فنون نوری طولی» نامیده می‌شود.

محاسبه‌های تئوری این رفتارهای تجربی را تأیید می‌کنند.

پروفوسور «توماس الزایسر» (Thomas Elsaesser) سرپرست (Max-Born Institute) می‌گوید: این که الکترون‌های به‌شدت تسریع شده می‌توانند اتم‌ها را برآشفته کنند و درمقابل این اتم‌های تحریک شده خود تسریع شده و کند شوند به واقعیت انتقال بار در نانوساختارها باز می‌گردد. در چنین نانوساختارهایی میدان‌های الکتریکی با مقادیر مشابه در بعد کوچک ناشی می‌شود.

وی می‌افزاید: بنابراین نتایج به‌دست آمده برای بهینه سازی ویژگی‌های انتقال در نانوساختارهای نیمه هادی بسیار مهم می‌‌باشد.

فنون یک شیوه‌ی ارتعاشی است که در شبکه‌ی کریستالی سخت رخ می‌دهد. مطالعه‌ی فنون‌ها یک قسمت بسیا ر مهم از فیزیک حالت‌های جامد می‌باشد، چون فنون‌ها نقش بسیار مهمی را درخواص فیزیکی مواد از جمله هدایت گرمایی و الکتریکی دارد.

فنون در واقع حالت کوانتایی نوعی ارتعاش مربوط به حالت کلاسیک است که ارتعاش نرمال نامیده می‌شود.