Supergeleiding is 'n fisiese verskynsel waarin die elektriese weerstand van 'n materiaal by 'n sekere kritieke temperatuur tot nul daal. Die Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) -teorie is 'n effektiewe verklaring wat die supergeleiding in die meeste materiale beskryf. Dit wys daarop dat Cooper -elektronpare in 'n voldoende lae temperatuur in die kristalrooster gevorm word, en dat die BCS -supergeleiding van hul kondensasie afkomstig is. Alhoewel grafeen self 'n uitstekende elektriese geleier is, vertoon dit nie BCS-supergeleiding nie as gevolg van die onderdrukking van elektron-fonon-interaksie. Dit is waarom die meeste “goeie” geleiers (soos goud en koper) 'slegte' supergeleiers is.
Navorsers van die Sentrum vir Teoretiese Fisika van komplekse stelsels (PC's) aan die Institute of Basic Science (IBS, Suid -Korea) het 'n nuwe alternatiewe meganisme gerapporteer om supergeleiding in grafeen te bewerkstellig. Hulle het hierdie prestasie bereik deur 'n basterstelsel voor te stel wat bestaan uit grafeen en tweedimensionele Bose-Einstein-kondensaat (BEC). Die navorsing is in die tydskrif 2D Materials gepubliseer.
'N Hibriede stelsel wat bestaan uit elektrongas (boonste laag) in grafeen, geskei van die tweedimensionele Bose-Einstein-kondensaat, voorgestel deur indirekte excitons (blou en rooi lae). Die elektrone en excitons in grafeen word gekoppel deur coulomb -krag.
(a) Die temperatuurafhanklikheid van die supergeleidende gaping in die Bogolon-gemedieerde proses met temperatuurkorreksie (stippellyn) en sonder temperatuurkorreksie (soliede lyn). (b) Die kritieke temperatuur van supergeleidende oorgang as 'n funksie van kondensaatdigtheid vir bogolon-gemedieerde interaksies met (rooi stippellyn) en sonder (swart soliede lyn) temperatuurkorreksie. Die blou stippellyn toon die BKT -oorgangstemperatuur as 'n funksie van kondensaatdigtheid.
Benewens supergeleiding, is BEC 'n ander verskynsel wat by lae temperature voorkom. Dit is die vyfde toestand van die materie wat Einstein in 1924 voorspel het. Die vorming van BEC vind plaas wanneer lae-energie-atome bymekaarkom en dieselfde energietoestand betree, wat 'n veld van uitgebreide navorsing in die fisika van kondensiese materiaal is. Die baster Bose-Fermi-stelsel verteenwoordig in wese die interaksie van 'n laag elektrone met 'n laag bosone, soos indirekte excitons, exciton-pololon, ensovoorts. Die interaksie tussen Bose- en Fermi -deeltjies het gelei tot 'n verskeidenheid nuwe en fassinerende verskynsels, wat die belangstelling van beide partye gewek het. Basiese en toepassingsgerigte aansig.
In hierdie werk het die navorsers 'n nuwe supergeleidende meganisme in grafeen gerapporteer, wat te wyte is aan die interaksie tussen elektrone en 'Bogolons' eerder as die fonone in 'n tipiese BCS -stelsel. Bogolons of Bogoliubov -kwasipartikels is opwindings in BEC, wat sekere kenmerke van deeltjies het. Binne sekere parameterreekse laat hierdie meganisme die supergeleidende kritieke temperatuur in grafeen tot 70 Kelvin bereik. Navorsers het ook 'n nuwe mikroskopiese BCS -teorie ontwikkel wat spesifiek fokus op stelsels gebaseer op nuwe bastergrafeen. Die model wat hulle voorgestel het, voorspel ook dat die supergeleidende eienskappe met temperatuur kan toeneem, wat lei tot 'n nie-monotoniese temperatuurafhanklikheid van die supergeleidende gaping.
Daarbenewens het studies getoon dat die Dirac-verspreiding van grafeen in hierdie bogolon-gemedieerde skema bewaar word. Dit dui daarop dat hierdie supergeleidende meganisme elektrone met relativistiese verspreiding behels, en hierdie verskynsel is nie goed ondersoek in die fisika van gekondenseerde materie nie.
Hierdie werk onthul 'n ander manier om supergeleiding met 'n hoë temperatuur te bewerkstellig. Terselfdertyd, deur die eienskappe van die kondensaat te beheer, kan ons die supergeleiding van grafeen aanpas. Dit wys 'n ander manier om supergeleidende toestelle in die toekoms te beheer.
Postyd: Jul-16-2021 
