Is-superkonduttività hija fenomenu fiżiku li fih ir-reżistenza elettrika ta 'materjal tinżel għal żero f'ċerta temperatura kritika. It-teorija ta 'Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) hija spjegazzjoni effettiva, li tiddeskrivi s-superkonduttività f'ħafna materjali. Jindika li l-pari ta 'l-elettroni Cooper huma ffurmati fil-kannizzata tal-kristall f'temperatura baxxa biżżejjed, u li s-superkonduttività tal-BCS ġejja mill-kondensazzjoni tagħhom. Għalkemm il-grafen innifsu huwa konduttur elettriku eċċellenti, ma jurix superkonduttività BCS minħabba t-trażżin tal-interazzjoni elettron-fonon. Din hija r-raġuni għaliex il-biċċa l-kbira tal-kondutturi "tajbin" (bħad-deheb u r-ram) huma superkondutturi "ħżiena".
Riċerkaturi fiċ-Ċentru għall-Fiżika Teoretika ta 'Sistemi Kumplessi (PCs) fl-Istitut tax-Xjenza Bażika (IBS, il-Korea t'Isfel) irrappurtaw mekkaniżmu alternattiv ġdid biex jinkiseb superkonduttività fil-grafena. Huma kisbu din il-proeza billi pproponew sistema ibrida magħmula minn grafena u kondensat b'żewġ dimensjonijiet Bose-Einstein (BEC). Ir-riċerka ġiet ippubblikata fil-ġurnal 2D Materials.
Sistema ibrida li tikkonsisti minn gass tal-elettroni (saff ta 'fuq) fil-grafena, separata mill-kondensat b'żewġ dimensjonijiet Bose-Einstein, irrappreżentat minn eċċitoni indiretti (saffi blu u ħomor). L-elettroni u l-excitons fil-grafena huma akkoppjati bil-forza ta 'Coulomb.
(a) Id-dipendenza tat-temperatura tad-distakk superkonduttiv fil-proċess medjat mill-bogolon bil-korrezzjoni tat-temperatura (linja mormija) u mingħajr korrezzjoni tat-temperatura (linja solida). (b) It-temperatura kritika ta 'transizzjoni superkonduttiva bħala funzjoni tad-densità tal-kondensat għal interazzjonijiet medjati minn bogolon ma' (linja b'linja ħamra) u mingħajr korrezzjoni tat-temperatura (linja solida sewda). Il-linja bit-tikek blu turi t-temperatura ta 'transizzjoni BKT bħala funzjoni tad-densità tal-kondensat.
Minbarra s-superkonduttività, il-BEC huwa fenomenu ieħor li jseħħ f'temperaturi baxxi. Huwa l-ħames stat ta 'materja mbassar l-ewwel minn Einstein fl-1924. Il-formazzjoni ta' BEC isseħħ meta atomi ta 'enerġija baxxa jinġabru flimkien u jidħlu fl-istess stat ta' enerġija, li huwa qasam ta 'riċerka estensiva fil-fiżika tal-materja kondensata. Is-sistema ibrida Bose-Fermi essenzjalment tirrappreżenta l-interazzjoni ta 'saff ta' elettroni ma 'saff ta' bosons, bħal excitons indiretti, exciton-polarons, u l-bqija. L-interazzjoni bejn il-partiċelli Bose u Fermi wasslet għal varjetà ta 'fenomeni ġodda u affaxxinanti, li qajmu l-interess taż-żewġ partijiet. Veduta bażika u orjentata lejn l-applikazzjoni.
F'dan ix-xogħol, ir-riċerkaturi rrappurtaw mekkaniżmu ta 'superkonduttiv ġdid fil-grafena, li huwa dovut għall-interazzjoni bejn elettroni u "bogolons" aktar milli l-fononi f'sistema tipika ta' BCS. Il-bogolons jew il-kważipartiċelli ta 'Bogoliubov huma eċċitazzjonijiet fil-BEC, li għandhom ċerti karatteristiċi ta' partiċelli. F'ċerti meded ta 'parametri, dan il-mekkaniżmu jippermetti li t-temperatura kritika superkonduttiva fil-grafena tilħaq sa 70 Kelvin. Ir-riċerkaturi żviluppaw ukoll teorija mikroskopika ġdida tal-BCS li tiffoka speċifikament fuq sistemi bbażati fuq grafena ibrida ġdida. Il-mudell li pproponew ibassru wkoll li l-proprjetajiet superkonduttivi jistgħu jiżdiedu mat-temperatura, u jirriżultaw f'dipendenza tat-temperatura mhux monotonika tad-distakk superkonduttiv.
Barra minn hekk, studji wrew li d-dispersjoni Dirac tal-grafena hija ppreservata f'din l-iskema medjata minn bogolon. Dan jindika li dan il-mekkaniżmu superkonduttiv jinvolvi elettroni bi dispersjoni relativistika, u dan il-fenomenu ma ġiex esplorat sew fil-fiżika tal-materja kondensata.
Dan ix-xogħol jiżvela mod ieħor kif tinkiseb superkonduttività ta 'temperatura għolja. Fl-istess ħin, billi tikkontrolla l-proprjetajiet tal-kondensat, nistgħu naġġustaw is-superkonduttività tal-grafena. Dan juri mod ieħor kif tikkontrolla apparat superkonduttiv fil-futur.
Ħin ta 'wara: 16 ta' Lulju 
