Superconductivity jẹ́ ìṣẹ̀lẹ̀ gidi kan tí resistance iná mànàmáná ti ohun èlò kan ń dínkù sí òdo ní ìwọ̀n otútù pàtàkì kan. Ìlànà Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) jẹ́ àlàyé tó gbéṣẹ́, èyí tí ó ṣàlàyé superconductivity nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ ohun èlò. Ó tọ́ka sí i pé Cooper electron pairs ni a ṣẹ̀dá nínú crystal lattice ní ìwọ̀n otútù tó kéré tó, àti pé superconductivity BCS wá láti inú condensation wọn. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé graphene fúnra rẹ̀ jẹ́ olùdarí iná mànàmáná tó dára, kò fi superconductivity BCS hàn nítorí ìdíwọ́ ìbáṣepọ̀ electron-phonon. Ìdí nìyí tí ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn olùdarí “rere” (bí wúrà àti bàbà) fi jẹ́ superconductors “burú”.
Àwọn olùwádìí ní Center for Theoretical Physics of Complex Systems (PCS) ní Institute of Basic Science (IBS, South Korea) ròyìn ọ̀nà tuntun láti ṣàṣeyọrí superconductivity nínú graphene. Wọ́n ṣe àṣeyọrí yìí nípa fífún ètò àdàpọ̀ tí ó ní graphene àti Bose-Einstein condensate (BEC) oníwọ̀n méjì. A tẹ̀ ìwádìí náà jáde nínú ìwé ìròyìn 2D Materials.
Ètò àdàpọ̀ kan tí ó ní gáàsì elektroniki (ìpele òkè) nínú graphene, tí a yà sọ́tọ̀ kúrò nínú ìdàpọ̀ Bose-Einstein onípele méjì, tí a fi àwọn excitons tí kìí ṣe ààyò (ìpele aláwọ̀ búlúù àti pupa) ṣe àfihàn. A fi agbára Coulomb so àwọn elektroniki àti excitoni nínú graphene pọ̀.
(a) Ìgbẹ́kẹ̀lé ìwọ̀n otútù ti àlàfo superconducting nínú ilana tí bogolon ṣe pẹ̀lú àtúnṣe ìwọ̀n otútù (ìlà onígun mẹ́ta) àti láìsí àtúnṣe ìwọ̀n otútù (ìlà onígun mẹ́rin). (b) Ìwọ̀n otútù pàtàkì ti ìyípadà superconducting gẹ́gẹ́ bí iṣẹ́ ti ìwọ̀n condensate fún àwọn ìbáṣepọ̀ tí bogolon ṣe pẹ̀lú (ìlà onígun mẹ́rin pupa) àti láìsí àtúnṣe ìwọ̀n otútù (ìlà onígun mẹ́rin dúdú). Ìlà onígun mẹ́rin aláwọ̀ búlúù fi ìwọ̀n otútù ìyípadà BKT hàn gẹ́gẹ́ bí iṣẹ́ ti ìwọ̀n condensate.
Ní àfikún sí superconductivity, BEC jẹ́ ìṣẹ̀lẹ̀ mìíràn tí ó máa ń ṣẹlẹ̀ ní àwọn iwọ̀n otútù kékeré. Ó jẹ́ ipò karùn-ún ti ohun èlò tí Einstein kọ́kọ́ sọtẹ́lẹ̀ ní ọdún 1924. Ìṣẹ̀dá BEC máa ń wáyé nígbà tí àwọn átọ̀mù agbára kékeré bá péjọ pọ̀ tí wọ́n sì wọ inú ipò agbára kan náà, èyí tí ó jẹ́ pápá ìwádìí gbígbòòrò nínú fisiksi ohun èlò tí a sopọ̀ mọ́ra. Ètò Bose-Fermi aládàpọ̀ dúró fún ìbáṣepọ̀ ti fẹlẹfẹlẹ ti elekitironi pẹ̀lú fẹlẹfẹlẹ ti bosons, bíi excitons tí kìí ṣe tààrà, exciton-polarons, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ. Ìbáṣepọ̀ láàrín àwọn èròjà Bose àti Fermi yọrí sí onírúurú ìṣẹ̀lẹ̀ tuntun àti ìyanu, èyí tí ó ru ìfẹ́ àwọn ẹgbẹ́ méjèèjì sókè. Ìwòye ìpìlẹ̀ àti ìlò.
Nínú iṣẹ́ yìí, àwọn olùwádìí ròyìn ètò tuntun kan tí ó ń lo agbára gíga nínú graphene, èyí tí ó jẹ́ nítorí ìbáṣepọ̀ láàrín àwọn elekitironi àti “bogolons” dípò àwọn phonon nínú ètò BCS tí ó wọ́pọ̀. Bogolons tàbí Bogolivov quasiparticles jẹ́ àwọn ohun ìtara nínú BEC, tí ó ní àwọn ànímọ́ kan pàtó ti àwọn èròjà. Láàárín àwọn ìwọ̀n paramita kan, ìlànà yìí ń jẹ́ kí ìwọ̀n otutu pàtàkì tí ó ń lo agbára gíga nínú graphene dé ibi gíga tó 70 Kelvin. Àwọn olùwádìí tún ti ṣe àgbékalẹ̀ ìlànà BCS tuntun tí ó fojú sí àwọn ètò tí ó dá lórí graphene tuntun. Àpẹẹrẹ tí wọ́n dábàá tún sọtẹ́lẹ̀ pé àwọn ohun ìní superconducting lè pọ̀ sí i pẹ̀lú ìwọ̀n otútù, èyí tí ó ń yọrí sí ìgbẹ́kẹ̀lé ìwọ̀n otútù tí kò ní agbára gíga nínú àlàfo superconducting.
Ní àfikún, àwọn ìwádìí ti fihàn pé a pa ìtúká Dirac ti graphene mọ́ nínú ètò tí bogolon ṣe àgbékalẹ̀ yìí. Èyí fihàn pé ìlànà superconducting yìí ní àwọn elekitironi pẹ̀lú ìtúká relativistic, àti pé a kò tíì ṣe àwárí ìṣẹ̀lẹ̀ yìí dáadáa nínú fisiksi condensed matter.
Iṣẹ́ yìí fi ọ̀nà mìíràn hàn láti ṣe àṣeyọrí superconductivity ní ìwọ̀n otútù gíga. Ní àkókò kan náà, nípa ṣíṣàkóso àwọn ànímọ́ condensate, a lè ṣàtúnṣe superconductivity ti graphene. Èyí fi ọ̀nà mìíràn hàn láti ṣàkóso superconducting ẹ̀rọ ní ọjọ́ iwájú.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Keje-16-2021 
