Электричество в неупорядоченных материалах: прыжки электронов экспресс
В неупорядоченных материалах — например, в органических полупроводниках или чернилах из двумерных материалов — электроны не движутся плавно, как вода по трубе. Они перепрыгивают с одного места на другое, как мячик, который скачет по неровной поверхности. Такое движение называют прыжковым транспортом.
При разных температурах электроны прыгают по-разному. При низких температурах они предпочитают прыгать дальше, но в места с похожей энергией — это называется прыжками с переменной дальностью. При высоких температурах прыжки короткие, только на ближайшие места. Учёные создали компьютерную программу, которая имитирует эти прыжки в материале. Программа учитывает, как расположены места для прыжков и какова их энергия. Оказалось, что именно эти свойства определяют, какой режим прыжков будет главным. Программу проверили на реальных экспериментах — она точно повторяет переходы между режимами и поведение в одном, двух и трёх измерениях.
Теперь у исследователей есть инструмент, чтобы заранее предсказывать, как будет проводить ток новый материал. Это ускорит разработку гибкой электроники, солнечных батарей и сенсоров.
Прыжковая проводимость объясняет, почему некоторые материалы проводят ток лучше при нагревании — в отличие от металлов, которые при нагревании проводят хуже.