加拿大阿爾伯塔大學(xué)國家納米中心的研究團(tuán)隊(duì)近日發(fā)現(xiàn)了引起負(fù)微分電阻（NDR）效應(yīng)的精確原子結(jié)構(gòu)，解開了困擾科學(xué)家?guī)资甑碾y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(bào)》（Physical Review Letters）雜志上。

    NDR效應(yīng)是一種奇怪的效應(yīng)。通常情況下，當(dāng)電子在電路中流動時(shí)，電壓越大，電流越大。但是在特定環(huán)境下，電子會出現(xiàn)逆向的、違反直覺的效應(yīng)，即電壓越大，電流越小，這種現(xiàn)象被稱為NDR效應(yīng)。

    NDR效應(yīng)早在1958年被首次觀測到，并被第一次實(shí)際應(yīng)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(dāng)時(shí)取得令人振奮的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，被宣稱比晶體管還重要。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(rèn)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(yīng)用。

    加拿大團(tuán)隊(duì)利用掃描隧道電子顯微鏡，不僅發(fā)現(xiàn)了引起NDR效應(yīng)的精確原子結(jié)構(gòu)，闡釋了電子通過一個(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(xiàn)象，并能很容易地控制這種效應(yīng)。這意味著可以將NDR效應(yīng)廣泛應(yīng)用在現(xiàn)有的電子晶體管中，制造出更小、速度更快、更便宜的手機(jī)和計(jì)算機(jī)等設(shè)備，并可能產(chǎn)生幾十億加元的商業(yè)應(yīng)用價(jià)值。