Ofurleiðni er líkamlegt fyrirbæri þar sem rafmagnsviðnám efnis lækkar í núll við ákveðinn mikilvægan hitastig. Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) kenningin er áhrifarík skýring, sem lýsir ofurleiðni í flestum efnum. Það bendir á að Cooper Electron Par myndast í kristalgrindunum við nægilega lágan hita og að ofleiðni BCS kemur frá þéttingu þeirra. Þrátt fyrir að grafen sjálft sé framúrskarandi rafmagnsleiðari, þá sýnir það ekki BCS ofleiðni vegna bælingar á samspili rafeinda-phonon. Þetta er ástæðan fyrir því að flestir „góðir“ leiðarar (eins og gull og kopar) eru „slæmir“ ofurleiðarar.
Vísindamenn við Center for Fræðilega eðlisfræði flókinna kerfa (PCS) við Institute of Basic Science (IBS, Suður -Kóreu) greindu frá nýjum valkosti til að ná ofleiðni í grafen. Þeir náðu þessum árangri með því að leggja til blendingakerfi sem samanstendur af grafeni og tvívídd Bose-Einstein þéttivökva (BEC). Rannsóknirnar voru birtar í Journal 2D Materials.
Hybrid-kerfi sem samanstendur af rafeindagasi (topplagi) í grafeni, aðskilið frá tvívídd Bose-Einstein þétti, táknað með óbeinum excitons (bláum og rauðum lögum). Rafeindirnar og excitons í grafen eru tengdar með Coulomb Force.
(a) Hitastig háð ofurleiðandi bilinu í Bogolon-miðluðu ferlinu með hitastigaleiðréttingu (strikað lína) og án hitastigaleiðréttingar (föstu línu). (b) Mikilvægur hitastig ofleiðandi umbreytingar sem fall af þéttleika þéttleika fyrir Bogolon-miðluðu milliverkunum við (rauða strikaða línu) og án (svarta föstu línu) hitastigaleiðréttingar. Bláa punktalínan sýnir BKT umbreytingarhitastigið sem fall af þéttleika þéttleika.
Til viðbótar við ofleiðni er BEC annað fyrirbæri sem á sér stað við lágt hitastig. Það er fimmta ástand efnisins sem Einstein spáði fyrst árið 1924. Myndun BEC á sér stað þegar lágorkuatóm safnast saman og fara inn í sama orkuástand, sem er svið umfangsmikilla rannsókna á eðlisfræði þéttu efnis. Hybrid Bose-Fermi kerfið táknar í raun samspil lags rafeinda við lag af bosons, svo sem óbeinum excitons, exciton-polarons og svo framvegis. Samspil Bose og Fermi agna leiddi til margs konar skáldsögu og heillandi fyrirbæra, sem vakti áhuga beggja aðila. Grunn- og umsóknarmiðuð skoðun.
Í þessari vinnu greindu vísindamennirnir frá nýjum ofurleiðandi fyrirkomulagi í grafeni, sem er vegna samspils rafeinda og „Bogolons“ frekar en hljóðritanna í dæmigerðu BCS -kerfi. Bogolons eða Bogoliubov Quasiparticles eru örvun í BEC, sem hafa ákveðin einkenni agna. Innan ákveðinna færibreytna gerir þessi fyrirkomulag kleift að ofleiðandi gagnrýninn hitastig í grafen ná allt að 70 kelvin. Vísindamenn hafa einnig þróað nýja smásjá BCS kenningu sem beinist sérstaklega að kerfum sem byggjast á nýju blendinga grafeni. Líkanið sem þeir lögðu til spá einnig að ofurleiðandi eiginleikar geti aukist með hitastigi, sem leitt til þess að hitastigsháð ofurleiðandi bilinu.
Að auki hafa rannsóknir sýnt að Dirac dreifing grafens er varðveitt í þessu Bogolon-miðluðu kerfi. Þetta bendir til þess að þessi ofurleiðandi fyrirkomulag feli í sér rafeindir með afstæðishyggju dreifingu og þetta fyrirbæri hefur ekki verið vel kannað í eðlisfræði með þéttum efnum.
Þessi vinna leiðir í ljós aðra leið til að ná ofurleiðni í háum hita. Á sama tíma, með því að stjórna eiginleikum þéttingarinnar, getum við stillt ofleiðni grafen. Þetta sýnir aðra leið til að stjórna ofurleiðandi tæki í framtíðinni.
Post Time: júlí 16-2021 
