Supero'tkazuvchanlik - bu ma'lum bir kritik haroratda materialning elektr qarshiligi nolga tushadigan fizik hodisa. Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) nazariyasi samarali tushuntirish bo'lib, ko'pgina materiallardagi supero'tkazuvchanlikni tavsiflaydi. Unda Cooper elektron juftlari kristall panjarada yetarlicha past haroratda hosil bo'lishi va BCS supero'tkazuvchanligi ularning kondensatsiyasidan kelib chiqishi ta'kidlangan. Grafenning o'zi ajoyib elektr o'tkazgich bo'lsa-da, u elektron-fonon o'zaro ta'sirini bostirish tufayli BCS supero'tkazuvchanligini namoyon qilmaydi. Shuning uchun ko'pgina "yaxshi" o'tkazgichlar (masalan, oltin va mis) "yomon" supero'tkazgichlardir.
Janubiy Koreyaning IBS instituti (IBS) qoshidagi Murakkab tizimlar nazariy fizikasi markazi (PCS) tadqiqotchilari grafenda o'ta o'tkazuvchanlikka erishishning yangi muqobil mexanizmi haqida xabar berishdi. Ular bu yutuqqa grafen va ikki o'lchovli Bose-Einstein kondensatidan (BEC) tashkil topgan gibrid tizimni taklif qilish orqali erishdilar. Tadqiqot 2D Materials jurnalida chop etildi.
Grafendagi elektron gazidan (yuqori qatlam) iborat gibrid tizim, ikki o'lchovli Bose-Eynshteyn kondensatidan ajratilgan va bilvosita eksitonlar (ko'k va qizil qatlamlar) bilan ifodalangan. Grafendagi elektronlar va eksitonlar Kulon kuchi bilan bog'langan.
(a) Bogolon vositachiligidagi jarayonda haroratni to'g'rilash (uzuq chiziq) va haroratni to'g'rilashsiz (qattiq chiziq) o'ta o'tkazuvchanlik oralig'ining haroratga bog'liqligi. (b) Bogolon vositachiligidagi (qizil uzuuq chiziq) va haroratni to'g'rilashsiz (qora qattiq chiziq) o'zaro ta'sirlar uchun kondensat zichligi funksiyasi sifatida o'ta o'tkazuvchanlik o'tishining kritik harorati. Moviy nuqta chiziq BKT o'tish haroratini kondensat zichligi funksiyasi sifatida ko'rsatadi.
Supero'tkazuvchanlikdan tashqari, BEC past haroratlarda sodir bo'ladigan yana bir hodisadir. Bu Eynshteyn tomonidan 1924-yilda birinchi marta bashorat qilingan moddaning beshinchi holatidir. BEC ning hosil bo'lishi past energiyali atomlar birlashib, bir xil energiya holatiga kirganida sodir bo'ladi, bu esa kondensatsiyalangan modda fizikasida keng qamrovli tadqiqotlar sohasidir. Gibrid Bose-Fermi tizimi asosan elektronlar qatlamining bozonlar qatlami bilan o'zaro ta'sirini, masalan, bilvosita eksitonlar, eksiton-polyaronlar va boshqalarni ifodalaydi. Bose va Fermi zarralari o'rtasidagi o'zaro ta'sir turli xil yangi va qiziqarli hodisalarga olib keldi, bu ikkala tomonning ham qiziqishini uyg'otdi. Asosiy va amaliy qarash.
Ushbu ishda tadqiqotchilar grafendagi yangi o'ta o'tkazuvchanlik mexanizmi haqida xabar berishdi, bu odatiy BCS tizimidagi fononlar emas, balki elektronlar va "bogolonlar" o'rtasidagi o'zaro ta'sir tufayli yuzaga keladi. Bogolonlar yoki Bogolyubov kvazipartikullari BECdagi qo'zg'alishlar bo'lib, ular zarrachalarning ma'lum xususiyatlariga ega. Muayyan parametr diapazonlarida bu mexanizm grafendagi o'ta o'tkazuvchanlik kritik haroratining 70 Kelvingacha yetishiga imkon beradi. Tadqiqotchilar, shuningdek, yangi gibrid grafenga asoslangan tizimlarga alohida e'tibor qaratadigan yangi mikroskopik BCS nazariyasini ishlab chiqdilar. Ular taklif qilgan model shuningdek, o'ta o'tkazuvchanlik xususiyatlari harorat bilan ortishi mumkinligini va natijada o'ta o'tkazuvchanlik oralig'ining monoton bo'lmagan haroratga bog'liqligini bashorat qilmoqda.
Bundan tashqari, tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, grafenning Dirak dispersiyasi ushbu bogolon vositachiligidagi sxemada saqlanib qolgan. Bu shuni ko'rsatadiki, bu o'ta o'tkazuvchan mexanizm relyativistik dispersiyaga ega elektronlarni o'z ichiga oladi va bu hodisa kondensatsiyalangan modda fizikasida yaxshi o'rganilmagan.
Bu ish yuqori haroratli o'ta o'tkazuvchanlikka erishishning yana bir usulini ochib beradi. Shu bilan birga, kondensat xususiyatlarini boshqarish orqali biz grafenning o'ta o'tkazuvchanligini sozlashimiz mumkin. Bu kelajakda o'ta o'tkazuvchan qurilmalarni boshqarishning yana bir usulini ko'rsatadi.
Nashr vaqti: 2021-yil 16-iyul 
