Superkonduktivo estas fizika fenomeno en kiu la elektra rezisto de materialo falas al nulo ĉe certa kritika temperaturo.La teorio de Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) estas efika klarigo, kiu priskribas la superkonduktivecon en la plej multaj materialoj.Ĝi substrekas ke Cooper-elektronparoj estas formitaj en la kristala krado ĉe sufiĉe malalta temperaturo, kaj ke la BCS-superkondukteco venas de ilia kondensado.Kvankam grafeno mem estas bonega elektra direktisto, ĝi ne elmontras BCS-superkonduktivecon pro la subpremado de elektron-fonona interagado.Tial la plej multaj "bonaj" konduktoroj (kiel oro kaj kupro) estas "malbonaj" superkonduktaĵoj.
Esploristoj ĉe la Centro por Teoria Fiziko de Kompleksaj Sistemoj (PCS) ĉe la Instituto de Baza Scienco (IBS, Sud-Koreio) raportis novan alternativan mekanismon por atingi superkonduktivecon en grafeno.Ili atingis ĉi tiun atingon proponante hibridan sistemon kunmetitan de grafeno kaj dudimensia Bose-Einstein-kondensaĵo (BEC).La esplorado estis publikigita en la revuo 2D Materials.
Hibrida sistemo konsistanta el elektrona gaso (supra tavolo) el grafeno, apartigita de la dudimensia Bose-Einstein-kondensaĵo, reprezentita per nerektaj ekscitonoj (bluaj kaj ruĝaj tavoloj).La elektronoj kaj ekscitonoj en grafeno estas kunligitaj per kulombia forto.
(a) La temperaturdependeco de la superkondukta interspaco en la bogolon-mediaciita procezo kun temperaturĝustigo (streklinio) kaj sen temperaturĝustigo (solidlinio).(b) La kritika temperaturo de superkondukta transiro kiel funkcio de kondensaddenseco por bogolon-mediaciitaj interagoj kun (ruĝa strekita linio) kaj sen (nigra solida linio) temperaturĝustigo.La blua punktlinio montras la BKT-transirtemperaturon kiel funkcion de kondensaddenseco.
Aldone al superkonduktivo, BEC estas alia fenomeno kiu okazas ĉe malaltaj temperaturoj.Ĝi estas la kvina stato de materio unue antaŭvidita de Einstein en 1924. La formado de BEC okazas kiam malaltenergiaj atomoj kuniĝas kaj eniras la saman energistaton, kio estas kampo de ampleksa esplorado en densigita materiofiziko.La hibrida Bose-Fermi-sistemo esence reprezentas la interagadon de tavolo de elektronoj kun tavolo de bosonoj, kiel ekzemple nerektaj ekscitonoj, ekscito-polaronoj, ktp.La interago inter Bose kaj Fermi-partikloj kondukis al gamo da novaj kaj fascinaj fenomenoj, kiuj vekis la intereson de ambaŭ partioj.Baza kaj aplikaĵo-orientita vido.
En ĉi tiu laboro, la esploristoj raportis novan superkonduktan mekanismon en grafeno, kiu estas pro la interago inter elektronoj kaj "bogolons" prefere ol la fononoj en tipa BCS-sistemo.Bogolons aŭ Bogooliubov-kvazpartikloj estas ekscitoj en BEC, kiuj havas certajn karakterizaĵojn de partikloj.Ene de certaj parametrointervaloj, tiu mekanismo permesas al la superkondukta kritika temperaturo en grafeno atingi same altan kiel 70 Kelvin.Esploristoj ankaŭ evoluigis novan mikroskopan BCS-teorion kiu specife temigas sistemojn bazitajn sur nova hibrida grafeno.La modelo kiun ili proponis ankaŭ antaŭdiras ke la superkonduktaj trajtoj povas pliiĝi kun temperaturo, rezultigante ne-monotonan temperaturdependecon de la superkondukta interspaco.
Krome, studoj montris ke la Dirac-disvastigo de grafeno estas konservita en tiu bogolon-mediaciita skemo.Tio indikas ke tiu superkondukta mekanismo implikas elektronojn kun relativisma disperso, kaj tiu fenomeno ne estis bone esplorita en densigita materiofiziko.
Ĉi tiu laboro rivelas alian manieron atingi alt-temperaturan superkonduktivecon.Samtempe, kontrolante la ecojn de la kondensaĵo, ni povas alĝustigi la superkonduktivecon de grafeno.Ĉi tio montras alian manieron kontroli superkonduktajn aparatojn en la estonteco.
Afiŝtempo: Jul-16-2021 
