Superpërçueshmëria është një fenomen fizik në të cilin rezistenca elektrike e një materiali bie në zero në një temperaturë të caktuar kritike. Teoria Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) është një shpjegim efektiv, i cili përshkruan superpërçueshmëritë në shumicën e materialeve. Tregon se çiftet e elektroneve Cooper janë formuar në grilën e kristalit në një temperaturë mjaft të ulët, dhe se superpërçueshmëria e BCS vjen nga kondensimi i tyre. Edhe pse vetë grafeni është një përcjellës i shkëlqyeshëm elektrik, ai nuk shfaq superpërçueshmëri BCS për shkak të shtypjes së ndërveprimit elektron-fonon. Kjo është arsyeja pse shumica e përcjellësve "të mirë" (të tilla si ari dhe bakri) janë superpërçues "të këqij".
Studiuesit në Qendrën për Fizikë Teorike të Sistemeve Komplekse (PC) në Institutin e Shkencave Themelore (IBS, Koreja e Jugut) raportuan një mekanizëm të ri alternative për të arritur superpërçueshmëri në grafen. Ata e arritën këtë feat duke propozuar një sistem hibrid të përbërë nga grafen dhe dy-dimensionale Bose-Einstein Condente (BEC). Hulumtimi u botua në revistën 2D Materialet.
Një sistem hibrid i përbërë nga gaz elektronik (shtresa e sipërme) në grafen, e ndarë nga kondensata dy-dimensionale Bose-Einstein, e përfaqësuar nga eksiton indirekte (shtresa blu dhe të kuqe). Elektronet dhe eksitonët në grafen shoqërohen nga forca e Coulomb.
(a) Vartësia e temperaturës së hendekut të superpërcjelljes në procesin e ndërmjetësuar nga bogoloni me korrigjimin e temperaturës (linja e ndërprerë) dhe pa korrigjimin e temperaturës (linja e ngurtë). (b) Temperatura kritike e tranzicionit të superpërcjelljes si një funksion i densitetit të kondensatës për ndërveprimet e ndërmjetësuara nga bogoloni me (vijën e kuqe të thyer) dhe pa (linjë të zezë të zezë) korrigjimin e temperaturës. Linja me pika blu tregon temperaturën e tranzicionit BKT si një funksion i densitetit të kondensatës.
Përveç superpërçueshmërisë, BEC është një fenomen tjetër që ndodh në temperatura të ulëta. Isshtë gjendja e pestë e materies e parashikuar për herë të parë nga Ajnshtajni në 1924. Formimi i BEC ndodh kur atomet me energji të ulët mblidhen së bashku dhe hyjnë në të njëjtën gjendje energjie, e cila është një fushë e hulumtimeve të gjera në fizikën e lëndës së kondensuar. Sistemi hibrid Bose-Fermi në thelb përfaqëson bashkëveprimin e një shtrese elektronesh me një shtresë bosonësh, siç janë eksitonët indirekt, eksitonët, etj. Ndërveprimi midis grimcave Bose dhe Fermi çoi në një larmi fenomenesh romane dhe interesante, të cilat ngjallën interesin e të dy palëve. Pamja themelore dhe e orientuar drejt aplikimit.
Në këtë punë, studiuesit raportuan një mekanizëm të ri të mbivendosjes në grafen, i cili është për shkak të bashkëveprimit midis elektroneve dhe "bogoloneve" sesa fononeve në një sistem tipik BCS. Quasipartikulat Bogolons ose Bogoliubov janë ngacmime në BEC, të cilat kanë karakteristika të caktuara të grimcave. Brenda niveleve të caktuara të parametrave, ky mekanizëm lejon që temperatura kritike e mbivendosur në grafen të arrijë deri në 70 Kelvin. Studiuesit kanë zhvilluar gjithashtu një teori të re mikroskopike BCS që përqendrohet posaçërisht në sisteme bazuar në grafenin e ri hibrid. Modeli që ata propozuan gjithashtu parashikon që vetitë e superpërcjelljes mund të rriten me temperaturë, duke rezultuar në një varësi të temperaturës jo monotonike të hendekut të superpërcjelljes.
Për më tepër, studimet kanë treguar që shpërndarja DIRAC e grafenit ruhet në këtë skemë të ndërmjetësuar nga Bogolon. Kjo tregon që ky mekanizëm i mbivendosjes përfshin elektrone me shpërndarje relativiste, dhe ky fenomen nuk është eksploruar mirë në fizikën e lëndës së kondensuar.
Kjo punë zbulon një mënyrë tjetër për të arritur një superpërçueshmëri të temperaturës së lartë. Në të njëjtën kohë, duke kontrolluar vetitë e kondensatës, ne mund të rregullojmë superpërçueshmërinë e grafenit. Kjo tregon një mënyrë tjetër për të kontrolluar pajisjet e mbivendosura në të ardhmen.
Koha e Postimit: Korrik-16-2021 
