Supergelieding is in fysyk ferskynsel wêrby't de elektryske wjerstân fan in materiaal by in bepaalde krityske temperatuer nei nul sakket. De Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) teory is in effektive útlis, dy't de supergelieding yn 'e measte materialen beskriuwt. It wiist derop dat Cooper-elektronepearen yn it kristalrooster by in foldwaande lege temperatuer foarme wurde, en dat de BCS-supergelieding komt fan har kondensaasje. Hoewol grafeen sels in poerbêste elektryske geleider is, fertoant it gjin BCS-supergelieding fanwegen de ûnderdrukking fan elektron-fonon-ynteraksje. Dêrom binne de measte "goede" geleiders (lykas goud en koper) "minne" supergelieders.
Undersykers fan it Sintrum foar Teoretyske Natuerkunde fan Komplekse Systemen (PCS) oan it Ynstitút foar Basiswittenskip (IBS, Súd-Korea) hawwe in nij alternatyf meganisme rapportearre om supergelieding yn grafeen te berikken. Se hawwe dizze prestaasje berikt troch in hybride systeem foar te stellen dat bestiet út grafeen en twadiminsjonaal Bose-Einstein-kondensaat (BEC). It ûndersyk waard publisearre yn it tydskrift 2D Materials.
In hybride systeem besteande út elektrongas (boppeste laach) yn grafeen, skieden fan it twadiminsjonale Bose-Einstein-kondensaat, fertsjintwurdige troch yndirekte eksitonen (blauwe en reade lagen). De elektroanen en eksitonen yn grafeen binne keppele troch Coulomb-krêft.
(a) De temperatuerôfhinklikens fan 'e supergeliedende gat yn it bogolon-bemiddelde proses mei temperatuerkorreksje (stippele line) en sûnder temperatuerkorreksje (fêste line). (b) De krityske temperatuer fan supergeliedende oergong as funksje fan kondensaatdichtheid foar bogolon-bemiddelde ynteraksjes mei (reade stippele line) en sûnder (swarte fêste line) temperatuerkorreksje. De blauwe stippele line lit de BKT-oergongstemperatuer sjen as funksje fan kondensaatdichtheid.
Neist supergelieding is BEC in oar ferskynsel dat foarkomt by lege temperatueren. It is de fyfde steat fan matearje dy't foar it earst foarsein waard troch Einstein yn 1924. De foarming fan BEC fynt plak as atomen mei lege enerzjy byinoar komme en deselde enerzjytastân yngeane, wat in fjild is fan wiidweidich ûndersyk yn 'e natuerkunde fan kondinsearre matearje. It hybride Bose-Fermi-systeem fertsjintwurdiget yn essinsje de ynteraksje fan in laach elektroanen mei in laach bosonen, lykas yndirekte eksitonen, eksiton-polaronen, ensafuorthinne. De ynteraksje tusken Bose- en Fermi-dieltsjes late ta in ferskaat oan nije en fassinearjende ferskynsels, dy't de belangstelling fan beide partijen wekken. Basis- en tapassingsrjochte sicht.
Yn dit wurk rapportearren de ûndersikers in nij supergeliedend meganisme yn grafeen, dat te tankjen is oan de ynteraksje tusken elektroanen en "bogolonen" ynstee fan de fononen yn in typysk BCS-systeem. Bogolonen of Bogoliubov-kwasipartikels binne eksitaasjes yn BEC, dy't bepaalde skaaimerken fan dieltsjes hawwe. Binnen bepaalde parameterberik lit dit meganisme de supergeliedende krityske temperatuer yn grafeen berikke oant 70 Kelvin. Undersykers hawwe ek in nije mikroskopyske BCS-teory ûntwikkele dy't spesifyk rjochtet op systemen basearre op nij hybride grafeen. It model dat se foarstelden foarseit ek dat de supergeliedende eigenskippen kinne tanimme mei temperatuer, wat resulteart yn in net-monotone temperatuerôfhinklikens fan 'e supergeliedende gat.
Derneist hawwe stúdzjes oantoand dat de Dirac-fersprieding fan grafeen bewarre bliuwt yn dit bogolon-bemiddelde skema. Dit jout oan dat dit supergeliedende meganisme elektroanen mei relativistyske fersprieding omfettet, en dit ferskynsel is net goed ûndersocht yn 'e natuerkunde fan kondinsearre matearje.
Dit wurk lit in oare manier sjen om supergelieding by hege temperatuer te berikken. Tagelyk kinne wy, troch de eigenskippen fan it kondensaat te kontrolearjen, de supergelieding fan grafeen oanpasse. Dit lit in oare manier sjen om supergeliedende apparaten yn 'e takomst te kontrolearjen.
Pleatsingstiid: 16 july 2021 
