加拿大阿爾伯塔大學(xué)國家納米中心的研究團隊近日發(fā)現了引起負微分電阻（NDR）效應的精確原子結構，解開(kāi)了困擾科學(xué)家幾十年的難題。相關(guān)研究成果發(fā)表在2016年12月30日的《物理評論快報》（Physical Review Letters）雜志上。

    NDR效應是一種奇怪的效應。通常情況下，當電子在電路中流動(dòng)時(shí)，電壓越大，電流越大。但是在特定環(huán)境下，電子會(huì )出現逆向的、違反直覺(jué)的效應，即電壓越大，電流越小，這種現象被稱(chēng)為NDR效應。

    NDR效應早在1958年被首次觀(guān)測到，并被第一次實(shí)際應用在江琦二極管中。江琦二極管以其發(fā)明者日本物理學(xué)家江琦玲于奈而命名，在當時(shí)取得令人振奮的實(shí)驗結果，被宣稱(chēng)比晶體管還重要。雖然江琦二極管以及其它替代品如混合晶體管/NDR電路的價(jià)值在幾十年前就被人們認識到，但由于大量生產(chǎn)非常困難，限制了它們有效或便宜的廣泛應用。

    加拿大團隊利用掃描隧道電子顯微鏡，不僅發(fā)現了引起NDR效應的精確原子結構，闡釋了電子通過(guò)一個(gè)單一原子的特定量子力學(xué)原理，第一次成功解釋了令人困惑的電壓提高、電流降低的現象，并能很容易地控制這種效應。這意味著(zhù)可以將NDR效應廣泛應用在現有的電子晶體管中，制造出更小、速度更快、更便宜的手機和計算機等設備，并可能產(chǎn)生幾十億加元的商業(yè)應用價(jià)值。