सुपरकंडक्टिव्हिटी ही एक भौतिक घटना आहे ज्यामध्ये एका विशिष्ट गंभीर तापमानाला पदार्थाचा विद्युत प्रतिकार शून्यावर येतो. बार्डीन-कूपर-श्रीफर (BCS) सिद्धांत हे एक प्रभावी स्पष्टीकरण आहे, जे बहुतेक पदार्थांमधील सुपरकंडक्टिव्हिटीचे वर्णन करते. ते असे दर्शवते की कूपर इलेक्ट्रॉन जोड्या क्रिस्टल जाळीमध्ये पुरेशा कमी तापमानात तयार होतात आणि BCS सुपरकंडक्टिव्हिटी त्यांच्या संक्षेपणातून येते. जरी ग्राफीन स्वतः एक उत्कृष्ट विद्युत वाहक आहे, तरी इलेक्ट्रॉन-फोनॉन परस्परसंवादाच्या दमनामुळे ते BCS सुपरकंडक्टिव्हिटी प्रदर्शित करत नाही. म्हणूनच बहुतेक "चांगले" वाहक (जसे की सोने आणि तांबे) "वाईट" सुपरकंडक्टिव्हिटी असतात.
इन्स्टिट्यूट ऑफ बेसिक सायन्स (IBS, दक्षिण कोरिया) येथील सेंटर फॉर थ्योरेटिकल फिजिक्स ऑफ कॉम्प्लेक्स सिस्टम्स (PCS) मधील संशोधकांनी ग्राफीनमध्ये सुपरकंडक्टिव्हिटी साध्य करण्यासाठी एक नवीन पर्यायी यंत्रणा नोंदवली. त्यांनी ग्राफीन आणि द्विमितीय बोस-आइन्स्टाईन कंडेन्सेट (BEC) पासून बनलेली एक हायब्रिड सिस्टम प्रस्तावित करून हे यश मिळवले. हे संशोधन 2D मटेरियल्स जर्नलमध्ये प्रकाशित झाले.
ग्राफीनमधील इलेक्ट्रॉन वायू (वरचा थर) असलेली एक संकरित प्रणाली, जी द्विमितीय बोस-आइन्स्टाईन कंडेन्सेटपासून वेगळी केली जाते, जी अप्रत्यक्ष एक्सिटॉन (निळे आणि लाल थर) द्वारे दर्शविली जाते. ग्राफीनमधील इलेक्ट्रॉन आणि एक्सिटॉन कूलॉम्ब फोर्सने जोडलेले असतात.
(अ) तापमान सुधारणा (डॅश केलेली रेषा) आणि तापमान सुधारणा (घन रेषा) शिवाय बोगोलॉन-मध्यस्थी प्रक्रियेतील सुपरकंडक्टिंग गॅपचे तापमान अवलंबित्व. (ब) (लाल तुटक रेषा) आणि (काळी घन रेषा) तापमान सुधारणाशिवाय बोगोलॉन-मध्यस्थी परस्परसंवादासाठी कंडेन्सेट घनतेचे कार्य म्हणून सुपरकंडक्टिंग संक्रमणाचे गंभीर तापमान. निळी ठिपकेदार रेषा BKT संक्रमण तापमान कंडेन्सेट घनतेचे कार्य म्हणून दर्शवते.
सुपरकंडक्टिव्हिटी व्यतिरिक्त, BEC ही कमी तापमानात घडणारी आणखी एक घटना आहे. १९२४ मध्ये आइन्स्टाईनने भाकित केलेली ही पदार्थाची पाचवी अवस्था आहे. कमी-ऊर्जा असलेले अणू एकत्र येतात आणि त्याच ऊर्जा अवस्थेत प्रवेश करतात तेव्हा BEC ची निर्मिती होते, जे घनरूप पदार्थ भौतिकशास्त्रातील व्यापक संशोधनाचे क्षेत्र आहे. संकरित बोस-फर्मी प्रणाली मूलतः इलेक्ट्रॉनच्या थराचा बोसॉनच्या थराशी, जसे की अप्रत्यक्ष एक्सिटॉन, एक्सिटॉन-पोलरॉन इत्यादींच्या परस्परसंवादाचे प्रतिनिधित्व करते. बोस आणि फर्मी कणांमधील परस्परसंवादामुळे विविध नवीन आणि आकर्षक घटना घडल्या, ज्यामुळे दोन्ही पक्षांची आवड निर्माण झाली. मूलभूत आणि अनुप्रयोग-केंद्रित दृष्टिकोन.
या कामात, संशोधकांनी ग्राफीनमध्ये एक नवीन सुपरकंडक्टिंग यंत्रणा नोंदवली, जी सामान्य BCS प्रणालीमधील फोनॉनऐवजी इलेक्ट्रॉन आणि "बोगोलॉन" यांच्यातील परस्परसंवादामुळे होते. बोगोलॉन किंवा बोगोलिउबोव्ह क्वासीपार्टिकल्स हे BEC मधील उत्तेजना आहेत, ज्यात कणांची विशिष्ट वैशिष्ट्ये आहेत. विशिष्ट पॅरामीटर श्रेणींमध्ये, ही यंत्रणा ग्राफीनमधील सुपरकंडक्टिंग क्रिटिकल तापमान 70 केल्विन पर्यंत पोहोचू देते. संशोधकांनी एक नवीन सूक्ष्म BCS सिद्धांत देखील विकसित केला आहे जो विशेषतः नवीन हायब्रिड ग्राफीनवर आधारित प्रणालींवर लक्ष केंद्रित करतो. त्यांनी प्रस्तावित केलेल्या मॉडेलमध्ये असेही भाकित केले आहे की सुपरकंडक्टिंग गुणधर्म तापमानासह वाढू शकतात, परिणामी सुपरकंडक्टिंग गॅपचे नॉन-मोनोटोनिक तापमान अवलंबित्व होते.
याव्यतिरिक्त, अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की या बोगोलॉन-मध्यस्थ योजनेत ग्राफीनचे डायरॅक फैलाव जतन केले गेले आहे. हे सूचित करते की या सुपरकंडक्टिंग यंत्रणेमध्ये सापेक्षतावादी फैलाव असलेले इलेक्ट्रॉन समाविष्ट आहेत आणि या घटनेचा घनरूप पदार्थ भौतिकशास्त्रात चांगला शोध घेण्यात आलेला नाही.
हे काम उच्च-तापमान सुपरकंडक्टिव्हिटी प्राप्त करण्याचा आणखी एक मार्ग उघड करते. त्याच वेळी, कंडेन्सेटच्या गुणधर्मांवर नियंत्रण ठेवून, आपण ग्राफीनची सुपरकंडक्टिव्हिटी समायोजित करू शकतो. हे भविष्यात सुपरकंडक्टिंग डिव्हाइसेस नियंत्रित करण्याचा आणखी एक मार्ग दर्शवते.
पोस्ट वेळ: जुलै-१६-२०२१ 
