Superkonduktiviti adalah fenomena fizikal di mana rintangan elektrik bahan jatuh kepada sifar pada suhu kritikal tertentu.Teori Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) ialah penjelasan yang berkesan, yang menerangkan superkonduktiviti dalam kebanyakan bahan.Ia menunjukkan bahawa pasangan elektron Cooper terbentuk dalam kekisi kristal pada suhu yang cukup rendah, dan superkonduktiviti BCS berasal dari pemeluwapan mereka.Walaupun graphene sendiri adalah konduktor elektrik yang sangat baik, ia tidak menunjukkan superkonduktiviti BCS kerana penindasan interaksi elektron-phonon.Inilah sebabnya mengapa kebanyakan konduktor "baik" (seperti emas dan tembaga) adalah superkonduktor "buruk".
Penyelidik di Pusat Fizik Teoritis Sistem Kompleks (PCS) di Institut Sains Asas (IBS, Korea Selatan) melaporkan mekanisme alternatif baharu untuk mencapai superkonduktiviti dalam graphene.Mereka mencapai kejayaan ini dengan mencadangkan sistem hibrid yang terdiri daripada graphene dan kondensat Bose-Einstein dua dimensi (BEC).Penyelidikan itu diterbitkan dalam jurnal 2D Materials.
Sistem hibrid yang terdiri daripada gas elektron (lapisan atas) dalam graphene, dipisahkan daripada kondensat Bose-Einstein dua dimensi, diwakili oleh pengujaan tidak langsung (lapisan biru dan merah).Elektron dan eksitasi dalam graphene digabungkan dengan daya Coulomb.
(a) Kebergantungan suhu bagi jurang superkonduktor dalam proses pengantaraan bogolon dengan pembetulan suhu (garis putus-putus) dan tanpa pembetulan suhu (garisan pepejal).(b) Suhu kritikal peralihan superkonduktor sebagai fungsi ketumpatan kondensat untuk interaksi pengantara bogolon dengan (garis putus-putus merah) dan tanpa pembetulan suhu (garis pepejal hitam).Garis putus-putus biru menunjukkan suhu peralihan BKT sebagai fungsi ketumpatan kondensat.
Sebagai tambahan kepada superkonduktiviti, BEC adalah satu lagi fenomena yang berlaku pada suhu rendah.Ia adalah keadaan jirim kelima yang pertama kali diramalkan oleh Einstein pada tahun 1924. Pembentukan BEC berlaku apabila atom tenaga rendah berkumpul bersama dan memasuki keadaan tenaga yang sama, iaitu bidang penyelidikan yang meluas dalam fizik jirim pekat.Sistem Bose-Fermi hibrid pada asasnya mewakili interaksi lapisan elektron dengan lapisan boson, seperti excitons tidak langsung, exciton-polarons, dan sebagainya.Interaksi antara zarah Bose dan Fermi membawa kepada pelbagai fenomena novel dan menarik, yang membangkitkan minat kedua-dua pihak.Pandangan asas dan berorientasikan aplikasi.
Dalam kerja ini, para penyelidik melaporkan mekanisme superkonduktor baru dalam graphene, yang disebabkan oleh interaksi antara elektron dan "bogolon" dan bukannya fonon dalam sistem BCS biasa.Kuasipartikel Bogolon atau Bogoliubov ialah pengujaan dalam BEC, yang mempunyai ciri zarah tertentu.Dalam julat parameter tertentu, mekanisme ini membenarkan suhu kritikal superkonduktor dalam graphene mencapai setinggi 70 Kelvin.Penyelidik juga telah membangunkan teori BCS mikroskopik baharu yang secara khusus memfokuskan pada sistem berdasarkan graphene hibrid baharu.Model yang mereka cadangkan juga meramalkan bahawa sifat superkonduktor boleh meningkat dengan suhu, mengakibatkan pergantungan suhu tidak monoton bagi jurang superkonduktor.
Di samping itu, kajian telah menunjukkan bahawa penyebaran Dirac graphene dipelihara dalam skema pengantaraan bogolon ini.Ini menunjukkan bahawa mekanisme superkonduktor ini melibatkan elektron dengan penyebaran relativistik, dan fenomena ini belum diterokai dengan baik dalam fizik jirim pekat.
Kerja ini mendedahkan cara lain untuk mencapai superkonduktiviti suhu tinggi.Pada masa yang sama, dengan mengawal sifat kondensat, kita boleh melaraskan superkonduktiviti graphene.Ini menunjukkan satu lagi cara untuk mengawal peranti superkonduktor pada masa hadapan.
Masa siaran: Jul-16-2021 
