Superconductivity ni jambo la kimwili ambalo upinzani wa umeme wa nyenzo hupungua hadi sifuri kwa joto fulani muhimu.Nadharia ya Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) ni maelezo madhubuti, ambayo inaelezea uboreshaji wa hali ya juu katika nyenzo nyingi.Inaonyesha kuwa jozi za elektroni za Cooper huundwa kwenye kimiani ya fuwele kwa joto la chini vya kutosha, na kwamba upitishaji wa juu wa BCS unatokana na kufidia kwao.Ingawa graphene yenyewe ni kondakta bora wa umeme, haionyeshi upitishaji wa ubora wa juu wa BCS kutokana na kukandamiza mwingiliano wa elektroni-fonini.Hii ndiyo sababu waendeshaji wengi "nzuri" (kama vile dhahabu na shaba) ni "mbaya" superconductors.
Watafiti katika Kituo cha Fizikia ya Kinadharia ya Mifumo Changamano (PCS) katika Taasisi ya Sayansi ya Msingi (IBS, Korea Kusini) waliripoti mbinu mbadala ya kufikia utendakazi bora katika graphene.Walipata mafanikio haya kwa kupendekeza mfumo wa mseto unaojumuisha graphene na Bose-Einstein condensate ya pande mbili (BEC).Utafiti huo ulichapishwa katika jarida la 2D Materials.
Mfumo wa mseto unaojumuisha gesi ya elektroni (safu ya juu) katika graphene, iliyotenganishwa na condensate ya pande mbili ya Bose-Einstein, inayowakilishwa na excitons zisizo za moja kwa moja (tabaka za bluu na nyekundu).Elektroni na excitons katika graphene huunganishwa na nguvu ya Coulomb.
(a) Utegemezi wa halijoto wa pengo la upitishaji joto katika mchakato wa upatanishi wa bogolon na urekebishaji wa halijoto (mstari uliopasuka) na bila marekebisho ya halijoto (mstari thabiti).(b) Halijoto muhimu ya mpito wa upitishaji wa juu zaidi kama utendaji wa msongamano wa ufupishaji kwa mwingiliano unaoingiliana na (mstari mwekundu uliokatika) na bila (mstari thabiti mweusi) urekebishaji wa halijoto.Mstari wa nukta samawati unaonyesha halijoto ya mpito ya BKT kama kipengele cha msongamano wa msongamano.
Mbali na superconductivity, BEC ni jambo lingine ambalo hutokea kwa joto la chini.Ni hali ya tano ya maada iliyotabiriwa kwa mara ya kwanza na Einstein mwaka wa 1924. Kuundwa kwa BEC hutokea wakati atomi za nishati ya chini zinakusanyika pamoja na kuingia katika hali sawa ya nishati, ambayo ni uwanja wa utafiti wa kina katika fizikia ya jambo lililofupishwa.Mfumo wa mseto wa Bose-Fermi kimsingi unawakilisha mwingiliano wa safu ya elektroni na safu ya vifuko, kama vile vivutio visivyo vya moja kwa moja, exciton-polaroni, na kadhalika.Mwingiliano kati ya chembe za Bose na Fermi ulisababisha aina mbalimbali za matukio ya riwaya na ya kuvutia, ambayo yaliamsha maslahi ya pande zote mbili.Mtazamo wa msingi na unaolenga matumizi.
Katika kazi hii, watafiti waliripoti utaratibu mpya wa superconducting katika graphene, ambayo ni kutokana na mwingiliano kati ya elektroni na "bogolons" badala ya phononi katika mfumo wa kawaida wa BCS.Bogolons au Bogoliubov quasiparticles ni msisimko katika BEC, ambayo ina sifa fulani za chembe.Ndani ya safu fulani za vigezo, utaratibu huu huruhusu halijoto muhimu ya upitishaji joto katika graphene kufikia juu kama 70 Kelvin.Watafiti pia wameunda nadharia mpya ya BCS ya hadubini ambayo inazingatia haswa mifumo kulingana na graphene mpya ya mseto.Mtindo waliopendekeza pia unatabiri kuwa sifa za upitishaji wa juu zaidi zinaweza kuongezeka kwa halijoto, na kusababisha utegemezi wa halijoto usio wa monotoniki wa pengo la upitishaji hewa.
Kwa kuongeza, tafiti zimeonyesha kwamba mtawanyiko wa Dirac wa graphene umehifadhiwa katika mpango huu wa upatanishi wa bogolon.Hii inaonyesha kwamba utaratibu huu wa upitishaji wa juu zaidi unahusisha elektroni zilizo na mtawanyiko wa uhusiano, na jambo hili halijachunguzwa vyema katika fizikia ya jambo lililofupishwa.
Kazi hii inaonyesha njia nyingine ya kufikia superconductivity ya juu ya joto.Wakati huo huo, kwa kudhibiti mali ya condensate, tunaweza kurekebisha superconductivity ya graphene.Hii inaonyesha njia nyingine ya kudhibiti vifaa vya uendeshaji bora katika siku zijazo.
Muda wa kutuma: Jul-16-2021 
