Хэт дамжуулалт гэдэг нь тодорхой чухал температурт материалын цахилгаан эсэргүүцэл тэг болж буурдаг физик үзэгдэл юм. Бардин-Купер-Шриффер (BCS) онол нь ихэнх материалын хэт дамжуулалтыг тодорхойлдог үр дүнтэй тайлбар юм. Энэ нь Куперын электрон хосууд болор торонд хангалттай бага температурт үүсдэг бөгөөд BCS хэт дамжуулалт нь тэдгээрийн конденсацаас үүсдэг болохыг онцолдог. Графен өөрөө маш сайн цахилгаан дамжуулагч боловч электрон-фононы харилцан үйлчлэлийг дарангуйлдаг тул BCS хэт дамжуулалт үзүүлдэггүй. Тийм ч учраас ихэнх "сайн" дамжуулагчууд (жишээлбэл, алт, зэс) нь "муу" хэт дамжуулагч байдаг.
Өмнөд Солонгосын Суурь Шинжлэх Ухааны Хүрээлэнгийн (IBS) Цогц Системийн Онолын Физикийн Төвийн (PCS) судлаачид графенд хэт цахилгаан дамжуулах чадварыг бий болгох шинэ өөр механизмыг нээж илрүүлсэн тухайгаа мэдээлсэн. Тэд графен болон хоёр хэмжээст Бозе-Эйнштейний конденсат (BEC)-ээс бүрдсэн эрлийз системийг санал болгосноор энэхүү амжилтад хүрсэн байна. Судалгааны ажил 2D Materials сэтгүүлд нийтлэгджээ.
Шууд бус экситонуудаар (цэнхэр ба улаан давхаргууд) төлөөлөгдсөн хоёр хэмжээст Бозе-Эйнштейний конденсатаас тусгаарлагдсан графен дахь электрон хий (дээд давхарга)-аас бүрдэх эрлийз систем. Графен дахь электрон ба экситонууд нь Кулоны хүчээр холбогддог.
(a) Температурын залруулгатай (тасархай шугам) болон температурын залруулгагүй (цогц шугам) боголоноор зуучлагдсан процесс дахь хэт дамжуулагчийн завсрын температурын хамаарал. (b) Боголоноор зуучлагдсан (улаан тасархай шугам) болон температурын залруулгагүй (хар хатуу шугам) харилцан үйлчлэлийн хувьд конденсатын нягтралын функц болох хэт дамжуулагчийн шилжилтийн чухал температур. Цэнхэр цэгтэй шугам нь BKT шилжилтийн температурыг конденсатын нягтралын функц болгон харуулж байна.
Хэт дамжуулалтаас гадна BEC нь бага температурт тохиолддог өөр нэг үзэгдэл юм. Энэ нь Эйнштейний 1924 онд анх таамагласан материйн тав дахь төлөв юм. BEC үүсэх нь бага энергитэй атомууд нэгдэж, ижил энергийн төлөвт ороход тохиолддог бөгөөд энэ нь конденсацлагдсан бодисын физикийн өргөн хүрээтэй судалгааны салбар юм. Эрлийз Бозе-Ферми систем нь үндсэндээ электрон давхаргын бозоны давхаргатай харилцан үйлчлэлийг илэрхийлдэг, тухайлбал шууд бус экситон, экситон-полярон гэх мэт. Бозе ба Ферми бөөмсийн харилцан үйлчлэл нь олон төрлийн шинэ бөгөөд сонирхолтой үзэгдлүүдийг бий болгосон бөгөөд энэ нь хоёр талын сонирхлыг татсан. Үндсэн ба хэрэглээнд чиглэсэн үзэл бодол.
Энэхүү бүтээлдээ судлаачид графен дахь шинэ хэт дамжуулагч механизмыг мэдээлсэн бөгөөд энэ нь ердийн BCS систем дэх фононуудаас илүү электрон ба "боголон" хоорондын харилцан үйлчлэлээс үүдэлтэй юм. Боголон буюу Боголюбовын квазибөөмс нь BEC-д өдөөгддөг бөгөөд бөөмсийн тодорхой шинж чанартай байдаг. Тодорхой параметрийн хүрээнд энэ механизм нь графен дахь хэт дамжуулагчийн чухал температурыг 70 Кельвин хүртэл өндөрт хүргэх боломжийг олгодог. Судлаачид мөн шинэ эрлийз графен дээр суурилсан системд онцгой анхаарал хандуулдаг шинэ микроскопийн BCS онолыг боловсруулсан. Тэдний санал болгосон загвар нь хэт дамжуулагч шинж чанар нь температурын хамт нэмэгдэж, хэт дамжуулагчийн зөрүүний монотон бус температурын хамаарлыг бий болгодог гэж таамаглаж байна.
Үүнээс гадна, судалгаагаар графены Диракийн тархалт энэхүү боголоноор зуучилсан схемд хадгалагдан үлдсэн болохыг харуулсан. Энэ нь энэхүү хэт дамжуулагч механизм нь харьцангуй тархалттай электронуудтай холбоотой бөгөөд энэ үзэгдлийг конденсацлагдсан бодисын физикт сайн судлаагүй байгааг харуулж байна.
Энэ ажил нь өндөр температурын хэт дамжуулалтыг бий болгох өөр нэг аргыг илчилж байна. Үүний зэрэгцээ, конденсатын шинж чанарыг хянах замаар бид графены хэт дамжуулалтыг тохируулж чадна. Энэ нь ирээдүйд хэт дамжуулагч төхөөрөмжийг хянах өөр нэг аргыг харуулж байна.
Нийтэлсэн цаг: 2021 оны 7-р сарын 16 
