Supercondolitivity là một hiện tượng vật lý trong đó điện trở của vật liệu giảm xuống 0 ở nhiệt độ tới hạn nhất định. Lý thuyết Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) là một lời giải thích hiệu quả, mô tả tính siêu dẫn trong hầu hết các vật liệu. Nó chỉ ra rằng các cặp electron Cooper được hình thành trong mạng tinh thể ở nhiệt độ đủ thấp và độ siêu dẫn BCS xuất phát từ sự ngưng tụ của chúng. Mặc dù graphene là một dây dẫn điện tuyệt vời, nhưng nó không thể hiện tính siêu dẫn BCS do sự ức chế tương tác electron-phonon. Đây là lý do tại sao hầu hết các dây dẫn tốt của người Viking (như vàng và đồng) là các chất siêu dẫn xấu.
Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Vật lý lý thuyết của các hệ thống phức tạp (PCS) tại Viện Khoa học cơ bản (IBS, Hàn Quốc) đã báo cáo một cơ chế thay thế mới để đạt được tính siêu dẫn trong graphene. Họ đã đạt được kỳ tích này bằng cách đề xuất một hệ thống lai bao gồm graphene và ngưng tụ Bose-Einstein hai chiều (BEC). Nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Tài liệu 2D.
Một hệ thống lai bao gồm khí electron (lớp trên cùng) trong graphene, được tách ra khỏi phần ngưng tụ Bose-Einstein hai chiều, được biểu thị bằng các exciton gián tiếp (lớp xanh và đỏ). Các electron và exciton trong graphene được kết hợp bởi lực Coulomb.
. . Đường chấm màu xanh cho thấy nhiệt độ chuyển tiếp BKT là một hàm của mật độ ngưng tụ.
Ngoài siêu dẫn, BEC là một hiện tượng khác xảy ra ở nhiệt độ thấp. Đây là trạng thái thứ năm của vật chất được dự đoán lần đầu tiên bởi Einstein vào năm 1924. Sự hình thành của BEC xảy ra khi các nguyên tử năng lượng thấp tập hợp lại và đi vào cùng một trạng thái năng lượng, là một lĩnh vực nghiên cứu sâu rộng về vật lý vật chất ngưng tụ. Hệ thống Bose-Fermi lai về cơ bản đại diện cho sự tương tác của một lớp electron với một lớp boson, chẳng hạn như exciton gián tiếp, exciton-polaron, v.v. Sự tương tác giữa các hạt Bose và Fermi đã dẫn đến một loạt các hiện tượng mới lạ và hấp dẫn, làm cho sự quan tâm của cả hai bên. Chế độ xem cơ bản và định hướng ứng dụng.
Trong công trình này, các nhà nghiên cứu đã báo cáo một cơ chế siêu dẫn mới trong graphene, đó là do sự tương tác giữa các electron và bogolon của Hồi, chứ không phải là phonon trong một hệ thống BCS điển hình. Bogolons hoặc Bogoliubov Quasiparticles là những kích thích trong BEC, có những đặc điểm nhất định của các hạt. Trong các phạm vi tham số nhất định, cơ chế này cho phép nhiệt độ tới hạn siêu dẫn trong graphene đạt tới 70 Kelvin. Các nhà nghiên cứu cũng đã phát triển một lý thuyết BCS kính hiển vi mới tập trung vào các hệ thống dựa trên graphene lai mới. Mô hình mà họ đề xuất cũng dự đoán rằng các tính chất siêu dẫn có thể tăng theo nhiệt độ, dẫn đến sự phụ thuộc nhiệt độ không đơn điệu của khoảng cách siêu dẫn.
Ngoài ra, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự phân tán của graphene được bảo tồn trong sơ đồ qua trung gian bogolon này. Điều này chỉ ra rằng cơ chế siêu dẫn này liên quan đến các electron với sự phân tán tương đối tính, và hiện tượng này đã không được khám phá rõ ràng trong vật lý vật chất ngưng tụ.
Công việc này cho thấy một cách khác để đạt được tính siêu dẫn nhiệt độ cao. Đồng thời, bằng cách kiểm soát các tính chất của ngưng tụ, chúng ta có thể điều chỉnh độ siêu dẫn của graphene. Điều này cho thấy một cách khác để kiểm soát các thiết bị siêu dẫn trong tương lai.
Thời gian đăng: tháng 7-16-2021 
