अतिवाहकता ही एक भौतिक घटना आहे, ज्यामध्ये पदार्थाचा विद्युत रोध एका विशिष्ट क्रांतिक तापमानावर शून्यावर येतो. बार्डीन-कूपर-श्रिफर (BCS) सिद्धांत हे एक प्रभावी स्पष्टीकरण आहे, जे बहुतेक पदार्थांमधील अतिवाहकतेचे वर्णन करते. या सिद्धांतानुसार, पुरेशा कमी तापमानावर स्फटिक जाळीमध्ये कूपर इलेक्ट्रॉन जोड्या तयार होतात आणि त्यांच्या संघननातून BCS अतिवाहकता निर्माण होते. ग्राफीन स्वतः एक उत्कृष्ट विद्युत वाहक असूनही, इलेक्ट्रॉन-फोनॉन आंतरक्रियेच्या दडपणामुळे ते BCS अतिवाहकता दर्शवत नाही. यामुळेच बहुतेक "चांगले" वाहक (जसे की सोने आणि तांबे) हे "वाईट" अतिवाहक असतात.
दक्षिण कोरियातील इन्स्टिट्यूट ऑफ बेसिक सायन्स (IBS) येथील सेंटर फॉर थिअरिटिकल फिजिक्स ऑफ कॉम्प्लेक्स सिस्टीम्स (PCS) मधील संशोधकांनी ग्राफीनमध्ये अतिवाहकता प्राप्त करण्यासाठी एका नवीन पर्यायी यंत्रणेचा अहवाल दिला आहे. त्यांनी ग्राफीन आणि द्विमितीय बोस-आइन्स्टाईन कंडेन्सेट (BEC) यांनी बनलेल्या एका संकरित प्रणालीचा प्रस्ताव मांडून ही कामगिरी साधली. हे संशोधन '2D मटेरियल्स' या जर्नलमध्ये प्रकाशित झाले आहे.
ग्राफीनमधील इलेक्ट्रॉन वायू (वरचा थर) आणि अप्रत्यक्ष एक्सायटॉन (निळे आणि लाल थर) यांनी दर्शविलेल्या द्विमितीय बोस-आइन्स्टाईन संघनितापासून वेगळे केलेले एक संकरित प्रणाली. ग्राफीनमधील इलेक्ट्रॉन आणि एक्सायटॉन कूलॉम्ब बलाने जोडलेले असतात.
(अ) तापमान दुरुस्तीसह (तुटक रेषा) आणि तापमान दुरुस्तीशिवाय (सलग रेषा) बोगोलॉन-मध्यस्थ प्रक्रियेतील सुपरकंडक्टिंग गॅपचे तापमानावर अवलंबित्व. (ब) तापमान दुरुस्तीसह (लाल तुटक रेषा) आणि तापमान दुरुस्तीशिवाय (काळी सलग रेषा) बोगोलॉन-मध्यस्थ आंतरक्रियांसाठी संघनित घनतेनुसार सुपरकंडक्टिंग संक्रमणाचे क्रांतिक तापमान. निळी ठिपक्यांची रेषा संघनित घनतेनुसार BKT संक्रमण तापमान दर्शवते.
अतिवाहकता व्यतिरिक्त, बीईसी (BEC) ही कमी तापमानात घडणारी आणखी एक घटना आहे. ही पदार्थाची पाचवी अवस्था आहे, जिचा अंदाज सर्वप्रथम आइन्स्टाईन यांनी १९२४ मध्ये वर्तवला होता. बीईसीची निर्मिती तेव्हा होते जेव्हा कमी-ऊर्जेचे अणू एकत्र येतात आणि एकाच ऊर्जा अवस्थेत प्रवेश करतात, जे संघनित पदार्थ भौतिकशास्त्रातील (condensed matter physics) विस्तृत संशोधनाचे क्षेत्र आहे. संकरित बोस-फर्मी प्रणाली मूलतः इलेक्ट्रॉनच्या थराची अप्रत्यक्ष एक्सायटॉन, एक्सायटॉन-पोलरॉन इत्यादींसारख्या बोसॉनच्या थरासोबत होणारी आंतरक्रिया दर्शवते. बोस आणि फर्मी कणांमधील आंतरक्रियेमुळे विविध प्रकारच्या नवीन आणि आकर्षक घटना घडल्या, ज्यामुळे दोन्ही पक्षांमध्ये मूलभूत आणि उपयोजन-केंद्रित दृष्टिकोनाद्वारे रुची निर्माण झाली.
या संशोधनात, संशोधकांनी ग्राफीनमधील एका नवीन अतिवाहक यंत्रणेची नोंद केली आहे, जी एका सामान्य BCS प्रणालीतील फोनॉन्सऐवजी इलेक्ट्रॉन आणि "बोगोलॉन्स" यांच्यातील आंतरक्रियेमुळे घडते. बोगोलॉन्स किंवा बोगोलिउबोव्ह अर्धकण हे BEC मधील उत्तेजन आहेत, ज्यात कणांची विशिष्ट वैशिष्ट्ये असतात. विशिष्ट पॅरामीटर मर्यादेत, ही यंत्रणा ग्राफीनमधील अतिवाहक क्रांतिक तापमानाला ७० केल्विनपर्यंत पोहोचण्यास मदत करते. संशोधकांनी एक नवीन सूक्ष्म BCS सिद्धांत देखील विकसित केला आहे, जो विशेषतः नवीन संकरित ग्राफीनवर आधारित प्रणालींवर लक्ष केंद्रित करतो. त्यांनी प्रस्तावित केलेले मॉडेल असेही भाकीत करते की अतिवाहक गुणधर्म तापमानानुसार वाढू शकतात, ज्यामुळे अतिवाहक गॅपचे तापमान अवलंबित्व अ-एकदिष्ट (non-monotonic) बनते.
याव्यतिरिक्त, अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की या बोगोलॉन-मध्यस्थ योजनेत ग्राफीनचे डिराक डिस्पर्शन टिकून राहते. यावरून असे सूचित होते की या सुपरकंडक्टिंग यंत्रणेत रिलेटिव्हिस्टिक डिस्पर्शन असलेले इलेक्ट्रॉन्स समाविष्ट आहेत, आणि संघनित पदार्थ भौतिकशास्त्रात या घटनेचा फारसा अभ्यास झालेला नाही.
हे संशोधन उच्च-तापमान अतिवाहकता प्राप्त करण्याचा आणखी एक मार्ग उघड करते. त्याच वेळी, संघनित पदार्थाचे गुणधर्म नियंत्रित करून, आपण ग्राफीनची अतिवाहकता समायोजित करू शकतो. हे भविष्यात अतिवाहक उपकरणे नियंत्रित करण्याचा आणखी एक मार्ग दर्शवते.
पोस्ट करण्याची वेळ: जुलै-१६-२०२१ 
