סופּערקאָנדוקטיוויטי איז אַ גשמיות דערשיינונג אין וואָס די עלעקטריקאַל קעגנשטעל פון אַ מאַטעריאַל פאַלן צו נול ביי אַ זיכער קריטיש טעמפּעראַטור.די Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) טעאָריע איז אַן עפעקטיוו דערקלערונג, וואָס באשרייבט די סופּערקאַנדאַקטיוואַטי אין רובֿ מאַטעריאַלס.עס ווייזט אַז קופּער עלעקטראָן פּערז זענען געשאפן אין די קריסטאַל לאַטאַס אין אַ גענוג נידעריק טעמפּעראַטור, און אַז די BCS סופּערקאַנדאַקטיוואַטי קומט פון זייער קאַנדאַנסיישאַן.כאָטש גראַפענע זיך איז אַ ויסגעצייכנט עלעקטריקאַל אָנפירער, עס טוט נישט ויסשטעלונג BCS סופּערקאַנדאַקטיוואַטי רעכט צו דער סאַפּרעשאַן פון עלעקטראָן-פאָנאָן ינטעראַקשאַן.דאָס איז וואָס רובֿ "גוטע" קאָנדוקטאָרס (אַזאַ ווי גאָלד און קופּער) זענען "שלעכט" סופּערקאָנדוקטאָרס.
רעסעאַרטשערס אין דער צענטער פֿאַר טעאָרעטיש פיזיק פון קאָמפּלעקס סיסטעמען (פּקס) אין דעם אינסטיטוט פון באַסיק וויסנשאַפֿט (יבס, דרום קארעע) געמאלדן אַ נייַע אָלטערנאַטיוו מעקאַניזאַם צו דערגרייכן סופּערקאַנדאַקטיוואַטי אין גראַפענע.זיי אַטשיווד דעם פיט דורך פּראַפּאָוזינג אַ כייבריד סיסטעם קאַמפּאָוזד פון גראַפענע און צוויי-דימענשאַנאַל Bose-Einstein קאַנדאַנסייט (BEC).די פאָרשונג איז ארויס אין דעם זשורנאַל 2D Materials.
א כייבריד סיסטעם וואָס באשטייט פון עלעקטראָן גאַז (שפּיץ שיכטע) אין גראַפענע, אפגעשיידט פון די צוויי-דימענשאַנאַל באָסע-איינשטיין קאַנדאַנסייט, רעפּריזענטיד דורך ומדירעקט עקסיטאָנס (בלוי און רויט לייַערס).די עלעקטראָנס און עקסיטאָנס אין גראַפענע זענען קאַפּאַלד דורך קולאָמב קראַפט.
(אַ) די טעמפּעראַטור אָפענגיקייַט פון די סופּערקאַנדאַקטינג ריס אין די באָגאָלאָן-מעדיאַטעד פּראָצעס מיט טעמפּעראַטור קערעקשאַן (דאַשט שורה) און אָן טעמפּעראַטור קערעקשאַן (האַרט שורה).(ב) די קריטיש טעמפּעראַטור פון סופּערקאַנדאַקטינג יבערגאַנג ווי אַ פונקציע פון קאַנדאַנסייט געדיכטקייַט פֿאַר באָגאָלאָן-מעדיאַטעד ינטעראַקשאַנז מיט (רויט דאַשט שורה) און אָן (שוואַרץ האַרט שורה) טעמפּעראַטור קערעקשאַן.די בלוי דאַטיד שורה ווייזט די BKT יבערגאַנג טעמפּעראַטור ווי אַ פונקציע פון קאַנדאַנסייט געדיכטקייַט.
אין אַדישאַן צו סופּערקאַנדאַקטיוואַטי, BEC איז אן אנדער דערשיינונג וואָס אַקערז ביי נידעריק טעמפּעראַטורעס.עס איז דער פינפטער צושטאנד פון מאטעריע וואס איינשטיין האט ערשט פאראויסגעזאגט אין 1924. די פאָרמירונג פון BEC קומט פאר ווען נידעריק-ענערגיע אטאמען זאמלען זיך צונויף און קומען אריין אין דעם זעלבן ענערגיע צושטאנד, וואס איז א פעלד פון ברייטע פארשונג אין פיזיק פון קאנדענסט מאטעריע.די היבריד באָסע-פערמי סיסטעם רעפּראַזענץ בייסיקלי די ינטעראַקשאַן פון אַ שיכטע פון עלעקטראָנס מיט אַ שיכטע פון באָסאָנס, אַזאַ ווי ומדירעקט עקסיטאָנס, עקססיטאָן-פּאָלאַראָנס, און אַזוי אויף.די ינטעראַקשאַן צווישן באָסע און פערמי פּאַרטיקאַלז געפירט צו אַ פאַרשיידנקייַט פון ראָמאַן און פאַסאַנייטינג דערשיינונגען, וואָס וועקט די אינטערעס פון ביידע פּאַרטיעס.באַסיק און אַפּלאַקיישאַן-אָריענטיד מיינונג.
אין דעם אַרבעט, די ריסערטשערז געמאלדן אַ נייַע סופּערקאַנדאַקטינג מעקאַניזאַם אין גראַפענע, וואָס איז רעכט צו דער ינטעראַקשאַן צווישן עלעקטראָנס און "באָגאָלאָנס" אלא ווי די פאָנאָנס אין אַ טיפּיש BCS סיסטעם.באָגאָלאָנס אָדער באָגאָליובאָוו קוואַזיפּאַרטיקלעס זענען יקסייטיישאַנז אין BEC, וואָס האָבן זיכער קעראַקטעריסטיקס פון פּאַרטיקאַלז.אין זיכער פּאַראַמעטער ריינדזשאַז, דעם מעקאַניזאַם אַלאַוז די סופּערקאַנדאַקטינג קריטיש טעמפּעראַטור אין גראַפענע צו דערגרייכן ווי הויך ווי 70 קעלווין.רעסעאַרטשערס האָבן אויך דעוועלאָפּעד אַ נייַע מיקראָסקאָפּיק BCS טעאָריע וואָס ספּאַסיפיקלי פאָוקיסיז אויף סיסטעמען באזירט אויף נייַ כייבריד גראַפענע.דער מאָדעל זיי פארגעלייגט אויך פּרידיקס אַז די סופּערקאַנדאַקטינג פּראָפּערטיעס קענען פאַרגרעסערן מיט טעמפּעראַטור, ריזאַלטינג אין אַ ניט-מאָנאָטאָניק טעמפּעראַטור אָפענגיקייַט פון די סופּערקאַנדאַקטינג ריס.
אין אַדישאַן, שטודיום האָבן געוויזן אַז די דייראַק דיספּערסיאָן פון גראַפענע איז אפגעהיט אין דעם באָגאָלאָן-מעדיאַטעד סכעמע.דאָס ינדיקייץ אַז די סופּערקאַנדאַקטינג מעקאַניזאַם ינוואַלווז עלעקטראָנס מיט רעלאַטיוויסטיק דיספּערסיאָן, און די דערשיינונג איז נישט געזונט יקספּלאָרד אין קאַנדענסט מאַטעריע פיזיק.
דעם אַרבעט ריווילז אן אנדער וועג צו דערגרייכן הויך-טעמפּעראַטור סופּערקאָנדוקטיוויטי.אין דער זעלביקער צייט, דורך קאַנטראָולינג די פּראָפּערטיעס פון די קאַנדאַנסייט, מיר קענען סטרויערן די סופּערקאַנדאַקטיוואַטי פון גראַפענע.דאָס ווייזט אן אנדער וועג צו קאָנטראָלירן סופּערקאָנדוקטינג דעוויסעס אין דער צוקונפֿט.
פּאָסטן צייט: יולי 16-2021