სუპერგამტარობა არის ფიზიკური ფენომენი, რომლის დროსაც მასალის ელექტრული წინააღმდეგობა ნულამდე ეცემა გარკვეულ კრიტიკულ ტემპერატურაზე.ბარდინ-კუპერ-შრიფერის (BCS) თეორია ეფექტური ახსნაა, რომელიც აღწერს ზეგამტარობას უმეტეს მასალაში.იგი მიუთითებს, რომ კუპერის ელექტრონული წყვილები წარმოიქმნება კრისტალურ ქსელში საკმარისად დაბალ ტემპერატურაზე და რომ BCS ზეგამტარობა მოდის მათი კონდენსაციის შედეგად.მიუხედავად იმისა, რომ გრაფინი თავისთავად შესანიშნავი ელექტრული გამტარია, ის არ ავლენს BCS სუპერგამტარობას ელექტრონ-ფონონის ურთიერთქმედების ჩახშობის გამო.სწორედ ამიტომ "კარგი" დირიჟორების უმეტესობა (როგორიცაა ოქრო და სპილენძი) არის "ცუდი" სუპერგამტარები.
საბაზისო მეცნიერების ინსტიტუტის (IBS, სამხრეთ კორეა) რთული სისტემების თეორიული ფიზიკის ცენტრის (PCS) მკვლევარებმა განაცხადეს ახალი ალტერნატიული მექანიზმის შესახებ გრაფენში ზეგამტარობის მისაღწევად.მათ მიაღწიეს ამ მიღწევას ჰიბრიდული სისტემის შემოთავაზებით, რომელიც შედგება გრაფენისა და ორგანზომილებიანი ბოზე-აინშტაინის კონდენსატისგან (BEC).კვლევა გამოქვეყნდა ჟურნალში 2D Materials.
ჰიბრიდული სისტემა, რომელიც შედგება ელექტრონული აირისგან (ზედა ფენა) გრაფენში, გამოყოფილი ორგანზომილებიანი ბოზე-აინშტაინის კონდენსატისგან, წარმოდგენილი არაპირდაპირი ექსციტონებით (ლურჯი და წითელი ფენები).გრაფენში ელექტრონები და ეგციტონები შეწყვილებულია კულონის ძალით.
(ა) ზეგამტარი უფსკრულის ტემპერატურული დამოკიდებულება ბოგოლონის შუამავლობით პროცესში ტემპერატურის კორექტირებით (დატეხილი ხაზი) და ტემპერატურის კორექციის გარეშე (მყარი ხაზი).(ბ) ზეგამტარი გადასვლის კრიტიკული ტემპერატურა, როგორც კონდენსატის სიმკვრივის ფუნქცია ბოგოლონის შუამავლობით ურთიერთქმედებისთვის (წითელი წყვეტილი ხაზი) და (შავი მყარი ხაზი) ტემპერატურის კორექტირებით.ლურჯი წერტილოვანი ხაზი გვიჩვენებს BKT გადასვლის ტემპერატურას, როგორც კონდენსატის სიმკვრივის ფუნქციას.
ზეგამტარობის გარდა, BEC არის კიდევ ერთი ფენომენი, რომელიც ხდება დაბალ ტემპერატურაზე.ეს არის მატერიის მეხუთე მდგომარეობა, რომელიც პირველად იწინასწარმეტყველა აინშტაინმა 1924 წელს. BEC-ის წარმოქმნა ხდება მაშინ, როდესაც დაბალი ენერგიის ატომები იკრიბებიან და შედიან იმავე ენერგეტიკულ მდგომარეობაში, რაც არის შედედებული მატერიის ფიზიკის ვრცელი კვლევის სფერო.ჰიბრიდული Bose-Fermi სისტემა არსებითად წარმოადგენს ელექტრონების ფენის ურთიერთქმედებას ბოზონების შრესთან, როგორიცაა არაპირდაპირი ექსციტონები, ექსიტონ-პოლარონები და ა.შ.ბოზისა და ფერმის ნაწილაკებს შორის ურთიერთქმედებამ გამოიწვია სხვადასხვა ახალი და მომხიბლავი ფენომენი, რამაც გამოიწვია ორივე მხარის ინტერესი.ძირითადი და აპლიკაციაზე ორიენტირებული ხედი.
ამ ნაშრომში მკვლევარებმა განაცხადეს გრაფენში ახალი სუპერგამტარობის მექანიზმის შესახებ, რაც განპირობებულია ელექტრონებისა და „ბოგოლონების“ ურთიერთქმედებით, ვიდრე ტიპიური BCS სისტემაში არსებული ფონონებით.ბოგოლონები ან ბოგოლიუბოვის კვაზინაწილაკები არის აგზნები BEC-ში, რომლებსაც აქვთ ნაწილაკების გარკვეული მახასიათებლები.გარკვეული პარამეტრების დიაპაზონში, ეს მექანიზმი საშუალებას აძლევს გრაფენში ზეგამტარობის კრიტიკულ ტემპერატურას მიაღწიოს 70 კელვინს.მკვლევარებმა ასევე შეიმუშავეს ახალი მიკროსკოპული BCS თეორია, რომელიც კონკრეტულად ფოკუსირებულია ახალ ჰიბრიდულ გრაფენზე დაფუძნებულ სისტემებზე.მათ მიერ შემოთავაზებული მოდელი ასევე პროგნოზირებს, რომ ზეგამტარობის თვისებები შეიძლება გაიზარდოს ტემპერატურასთან ერთად, რაც გამოიწვევს ზეგამტარი უფსკრულის არაერთფეროვან ტემპერატურულ დამოკიდებულებას.
გარდა ამისა, კვლევებმა აჩვენა, რომ გრაფენის დირაკის დისპერსია შენარჩუნებულია ამ ბოგოლონის შუამავლობით განხორციელებულ სქემაში.ეს მიუთითებს იმაზე, რომ ეს ზეგამტარი მექანიზმი მოიცავს ელექტრონებს რელატივისტური დისპერსიით და ეს ფენომენი კარგად არ არის შესწავლილი შედედებული მატერიის ფიზიკაში.
ეს ნამუშევარი ავლენს სხვა გზას მაღალი ტემპერატურის ზეგამტარობის მისაღწევად.ამავდროულად, კონდენსატის თვისებების კონტროლით, ჩვენ შეგვიძლია დავარეგულიროთ გრაფენის ზეგამტარობა.ეს აჩვენებს ზეგამტარი მოწყობილობების სამომავლოდ კონტროლის სხვა გზას.
გამოქვეყნების დრო: ივლის-16-2021 
