סופּערקאַנדאַקטיוויטי איז אַ פיזישע דערשיינונג אין וועלכער דער עלעקטרישער קעגנשטעל פון אַ מאַטעריאַל פאַלט צו נול ביי אַ געוויסער קריטישער טעמפּעראַטור. די באַרדין-קופּער-שריפער (BCS) טעאָריע איז אַן עפעקטיווע דערקלערונג, וואָס באַשרײַבט די סופּערקאַנדאַקטיוויטי אין רובֿ מאַטעריאַלן. עס ווײַזט אָן אַז קופּער עלעקטראָן פּאָרן ווערן געשאַפֿן אין דער קריסטאַל גיטער ביי אַ גענוג נידעריקע טעמפּעראַטור, און אַז די BCS סופּערקאַנדאַקטיוויטי קומט פֿון זייער קאָנדענסאַציע. כאָטש גראַפֿען אַליין איז אַן אויסגעצייכנטער עלעקטרישער קאַנדאַקטאָר, ווײַזט עס נישט BCS סופּערקאַנדאַקטיוויטי צוליב דער אונטערדריקונג פֿון עלעקטראָן-פֿאָנאָן אינטעראַקציע. דאָס איז פאַרוואָס רובֿ "גוטע" קאַנדאַקטאָרן (ווי גאָלד און קופּער) זענען "שלעכטע" סופּערקאַנדאַקטאָרן.
פארשער ביים צענטער פאר טעארעטישע פיזיק פון קאמפלעקסע סיסטעמען (PCS) ביים אינסטיטוט פון גרונט-וויסנשאפט (IBS, דרום קארעע) האבן געמאלדן א נייעם אלטערנאטיוון מעכאניזם צו דערגרייכן סופערקאנדוקטיוויטי אין גראפען. זיי האבן דערגרייכט דעם דערגרייכונג דורך פארשלאגן א כייבריד סיסטעם צוזאמענגעשטעלט פון גראפען און צוויי-דימענסיאנאלן באזע-איינשטיין קאנדענסאט (BEC). די פארשונג איז ארויסגעגעבן געווארן אין דער זשורנאל 2D מאטעריאלן.
א כייבריד סיסטעם באשטייענדיק פון עלעקטראָן גאַז (אויבערשטע שיכט) אין גראַפֿען, אפגעטיילט פֿון דעם צוויי-דימענסיאָנאַלן באָזע-איינשטיין קאָנדענסאַט, רעפּרעזענטירט דורך אינדירעקטע עקסיטאָנס (בלוי און רויטע שיכטן). די עלעקטראָנען און עקסיטאָנס אין גראַפֿען זענען פֿאַרבונדן דורך קולאָמב קראַפֿט.
(א) די טעמפּעראַטור-אָפּהענגיקייט פֿון דער סופּערקאַנדאַקטינג גאַפּ אין דעם באָגאָלאָן-פֿאַרמיטלטן פּראָצעס מיט טעמפּעראַטור קאָרעקציע (געשטריכלטע ליניע) און אָן טעמפּעראַטור קאָרעקציע (פֿאָלע ליניע). (ב) די קריטישע טעמפּעראַטור פֿון סופּערקאַנדאַקטינג איבערגאַנג ווי אַ פֿונקציע פֿון קאָנדענסאַט געדיכטקייט פֿאַר באָגאָלאָן-פֿאַרמיטלטן אינטעראַקציעס מיט (רויטע געשטריכלטע ליניע) און אָן (שוואַרצע פֿאָלע ליניע) טעמפּעראַטור קאָרעקציע. די בלויע געשטריכלטע ליניע ווײַזט די BKT איבערגאַנג טעמפּעראַטור ווי אַ פֿונקציע פֿון קאָנדענסאַט געדיכטקייט.
אין צוגאב צו סופּערקאַנדאַקטיוויטי, איז BEC נאָך אַ דערשיינונג וואָס פּאַסירט ביי נידעריקע טעמפּעראַטורן. דאָס איז דער פינפטער צושטאַנד פון מאַטעריע וואָס איינשטיין האָט ערשט פאָרויסגעזאָגט אין 1924. די פאָרמירונג פון BEC פּאַסירט ווען נידעריק-ענערגיע אַטאָמען זאַמלען זיך צוזאַמען און אַרייַן אין דעם זעלבן ענערגיע צושטאַנד, וואָס איז אַ פעלד פון ברייטער פאָרשונג אין קאָנדענסירטער מאַטעריע פיזיק. די כייבריד באָסע-פערמי סיסטעם רעפּרעזענטירט אין עסענץ די ינטעראַקציע פון אַ שיכט פון עלעקטראָנען מיט אַ שיכט פון באָזאָנען, אַזאַ ווי אינדירעקטע עקסיטאָנס, עקסיטאָן-פּאָלאַראָנס, און אַזוי ווייטער. די ינטעראַקציע צווישן באָסע און פערמי פּאַרטיקלען האָט געפֿירט צו אַ פאַרשיידנקייט פון נייַע און פאַסצינירנדיקע דערשיינונגען, וואָס האָבן אויפגעוועקט דעם אינטערעס פון ביידע פּאַרטיעס. גרונטלעכע און אַפּליקאַציע-אָריענטירטע מיינונג.
אין דעם ארבעט, האבן די פארשער באריכטעט א נייעם סופערקאנדוקטינג מעכאניזם אין גראפען, וואס איז צוליב דער אינטעראקציע צווישן עלעקטראנען און "באגאלאנען" אנשטאט די פאנאנען אין א טיפישן BCS סיסטעם. באגאלאנען אדער באגאליובאוו קוואַזי-טיילכלעך זענען עקסיטאציעס אין BEC, וואס האבן געוויסע אייגנשאפטן פון טיילכלעך. אינערהאלב געוויסע פאראמעטער ראיאנען, ערלויבט דער מעכאניזם די סופערקאנדוקטינג קריטישע טעמפעראטור אין גראפען צו דערגרייכן אזוי הויך ווי 70 קעלווין. פארשער האבן אויך אנטוויקלט א נייע מיקראסקאפישע BCS טעאריע וואס ספעציפיש פאקוסירט אויף סיסטעמען באזירט אויף נייעם כייבריד גראפען. דער מאדעל וואס זיי האבן פארגעשלאגן פאראויסזאגט אויך אז די סופערקאנדוקטינג אייגנשאפטן קענען וואקסן מיט טעמפעראטור, רעזולטירנדיג אין א נישט-מאָנאָטאנישער טעמפעראטור אפהענגיקייט פון די סופערקאנדוקטינג ריס.
דערצו, שטודיעס האבן געוויזן אז די דיראַק דיספּערסיע פון גראַפֿען איז פּרעזערווירט אין דעם באָגאָלאָן-פֿאַרמיטלטן סכעמע. דאָס ווײַזט אָן אז דער סופּערקאַנדאַקטינג מעקאַניזם נעמט אַרײַן עלעקטראָנען מיט רעלאַטיוויסטישער דיספּערסיע, און דעם פֿענאָמען איז נישט גוט אויסגעפֿאָרשט געוואָרן אין קאָנדענסירטער מאַטעריע פֿיזיק.
די דאזיקע ארבעט אַנטפּלעקט נאָך אַ וועג צו דערגרייכן הויך-טעמפּעראַטור סופּערקאַנדאַקטיוויטי. אין דער זעלבער צייט, דורך קאָנטראָלירן די אייגנשאַפטן פון די קאָנדענסאַט, קענען מיר אַדזשאַסטירן די סופּערקאַנדאַקטיוויטי פון גראַפֿען. דאָס ווייזט נאָך אַ וועג צו קאָנטראָלירן סופּערקאַנדאַקטינג דעוויסעס אין דער צוקונפֿט.
פּאָסט צייט: 16טן יולי 2021 
