Өтө өткөрүмдүүлүк – бул белгилүү бир критикалык температурада материалдын электрдик каршылыгы нөлгө чейин төмөндөгөн физикалык кубулуш. Бардин-Купер-Шриффер (BCS) теориясы көпчүлүк материалдардагы өтө өткөрүмдүүлүктү сүрөттөгөн натыйжалуу түшүндүрмө болуп саналат. Ал Купердин электрондук жуптары кристаллдык торчодо жетиштүү төмөн температурада пайда болорун жана BCS өтө өткөрүмдүүлүгү алардын конденсациясынан келип чыгарын көрсөтөт. Графен өзү эң сонун электр өткөргүч болгону менен, ал электрон-фонондук өз ара аракеттенүүнү басуудан улам BCS өтө өткөрүмдүүлүгүн көрсөтпөйт. Ошондуктан көпчүлүк "жакшы" өткөргүчтөр (мисалы, алтын жана жез) "жаман" өтө өткөргүчтөр болуп саналат.
Фундаменталдык илимдер институтунун (IBS, Түштүк Корея) алдындагы Татаал системалардын теориялык физикасы борборунун (PCS) изилдөөчүлөрү графенде өтө өткөрүмдүүлүккө жетүүнүн жаңы альтернативдүү механизмин билдиришти. Алар бул жетишкендикке графен жана эки өлчөмдүү Бозе-Эйнштейн конденсатынан (BEC) турган гибриддик системаны сунуштоо менен жетишти. Изилдөө 2D Materials журналында жарыяланды.
Графендеги электрондук газдан (үстүнкү катмар) турган, эки өлчөмдүү Бозе-Эйнштейн конденсатынан бөлүнгөн, кыйыр экситондор (көк жана кызыл катмарлар) менен көрсөтүлгөн гибриддик система. Графендеги электрондор жана экситондор Кулон күчү менен байланышкан.
(а) Температураны оңдоо менен (үзүктүү сызык) жана температураны оңдоосуз (катуу сызык) боголон аркылуу процессте өтө өткөргүч боштуктун температурага көз карандылыгы. (б) Боголон аркылуу (кызыл үзүктүү сызык) жана температураны оңдоосуз (кара катуу сызык) өз ара аракеттенүүлөр үчүн конденсат тыгыздыгынын функциясы катары өтө өткөргүч өтүүнүн критикалык температурасы. Көк чекиттүү сызык BKT өтүү температурасын конденсат тыгыздыгынын функциясы катары көрсөтөт.
Өтө өткөрүмдүүлүктөн тышкары, BEC төмөнкү температураларда пайда болгон дагы бир кубулуш. Бул заттын бешинчи абалы, аны Эйнштейн 1924-жылы биринчи жолу алдын ала айткан. BECтин пайда болушу төмөнкү энергиялуу атомдор чогулуп, ошол эле энергия абалына киргенде пайда болот, бул конденсацияланган зат физикасындагы кеңири изилдөө тармагы. Бозе-Ферми гибриддик системасы негизинен электрон катмарынын бозон катмары менен өз ара аракеттенишин, мисалы, кыйыр экситондорду, экситон-полярондорду жана башкаларды билдирет. Бозе жана Ферми бөлүкчөлөрүнүн өз ара аракеттенүүсү эки тараптын тең кызыгуусун жараткан ар кандай жаңы жана кызыктуу кубулуштарга алып келди. Негизги жана колдонмого багытталган көз караш.
Бул иште изилдөөчүлөр графендеги жаңы өтө өткөргүч механизм жөнүндө билдиришкен, бул типтүү BCS системасындагы фонондордун ордуна электрондор менен "боголондордун" өз ара аракеттенүүсүнөн келип чыгат. Боголондор же Боголюбов квазибөлүкчөлөрү - бул BECдеги козголуулар, алар бөлүкчөлөрдүн белгилүү бир мүнөздөмөлөрүнө ээ. Белгилүү бир параметрлер диапазондорунда бул механизм графендеги өтө өткөргүч критикалык температуранын 70 Кельвинге чейин жетүүгө мүмкүндүк берет. Изилдөөчүлөр ошондой эле жаңы гибриддик графенге негизделген системаларга өзгөчө көңүл бурган жаңы микроскопиялык BCS теориясын иштеп чыгышты. Алар сунуштаган модель ошондой эле өтө өткөргүч касиеттер температура менен жогорулашы мүмкүн экенин, натыйжада өтө өткөргүч боштуктун монотондук эмес температурага көз карандылыгын пайда кылаарын болжолдойт.
Мындан тышкары, изилдөөлөр көрсөткөндөй, графендин Дирак дисперсиясы бул боголон аркылуу ишке ашырылган схемада сакталып калган. Бул өтө өткөргүч механизм релятивисттик дисперсияга ээ электрондорду камтыганын жана бул кубулуш конденсацияланган зат физикасында жакшы изилдене электигин көрсөтүп турат.
Бул иш жогорку температурадагы өтө өткөргүчтүккө жетүүнүн дагы бир жолун ачып берет. Ошол эле учурда, конденсаттын касиеттерин көзөмөлдөө менен, биз графендин өтө өткөргүчтүгүн тууралай алабыз. Бул келечекте өтө өткөргүч түзүлүштөрдү башкаруунун дагы бир жолун көрсөтөт.
Жарыяланган убактысы: 2021-жылдын 16-июлу 
