Superkonduktivitas adalah fenomena fisik di mana hambatan listrik suatu material turun menjadi nol pada suhu kritis tertentu.Teori Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) adalah penjelasan yang efektif, yang menggambarkan superkonduktivitas di sebagian besar bahan.Ini menunjukkan bahwa pasangan elektron Cooper terbentuk dalam kisi kristal pada suhu yang cukup rendah, dan superkonduktivitas BCS berasal dari kondensasi mereka.Meskipun graphene itu sendiri adalah konduktor listrik yang sangat baik, ia tidak menunjukkan superkonduktivitas BCS karena penekanan interaksi elektron-fonon.Inilah sebabnya mengapa kebanyakan konduktor "baik" (seperti emas dan tembaga) adalah superkonduktor "buruk".
Para peneliti di Center for Theoretical Physics of Complex Systems (PCS) di Institute of Basic Science (IBS, Korea Selatan) melaporkan mekanisme alternatif baru untuk mencapai superkonduktivitas dalam graphene.Mereka mencapai prestasi ini dengan mengusulkan sistem hibrida yang terdiri dari graphene dan kondensat Bose-Einstein (BEC) dua dimensi.Penelitian ini dipublikasikan di jurnal 2D Materials.
Sistem hibrida yang terdiri dari gas elektron (lapisan atas) dalam graphene, dipisahkan dari kondensat Bose-Einstein dua dimensi, diwakili oleh rangsangan tidak langsung (lapisan biru dan merah).Elektron dan rangsangan dalam graphene digabungkan oleh gaya Coulomb.
( a ) Ketergantungan suhu dari celah superkonduktor dalam proses yang dimediasi bogolon dengan koreksi suhu (garis putus-putus) dan tanpa koreksi suhu (garis padat).( B ) Suhu kritis transisi superkonduktor sebagai fungsi kerapatan kondensat untuk interaksi yang dimediasi bogolon dengan (garis putus-putus merah) dan tanpa koreksi suhu (garis padat hitam).Garis putus-putus biru menunjukkan suhu transisi BKT sebagai fungsi dari densitas kondensat.
Selain superkonduktivitas, BEC adalah fenomena lain yang terjadi pada suhu rendah.Ini adalah keadaan materi kelima yang pertama kali diprediksi oleh Einstein pada tahun 1924. Pembentukan BEC terjadi ketika atom berenergi rendah berkumpul bersama dan memasuki keadaan energi yang sama, yang merupakan bidang penelitian ekstensif dalam fisika benda terkondensasi.Sistem Bose-Fermi hibrid pada dasarnya mewakili interaksi lapisan elektron dengan lapisan boson, seperti rangsangan tidak langsung, rangsangan-polaron, dan sebagainya.Interaksi antara partikel Bose dan Fermi memunculkan berbagai fenomena baru dan menarik, yang membangkitkan minat kedua belah pihak.Tampilan dasar dan berorientasi aplikasi.
Dalam karya ini, para peneliti melaporkan mekanisme superkonduktor baru dalam graphene, yang disebabkan oleh interaksi antara elektron dan "bogolon" daripada fonon dalam sistem BCS biasa.Kuasipartikel Bogolon atau Bogoliubov adalah eksitasi dalam BEC, yang memiliki karakteristik partikel tertentu.Dalam rentang parameter tertentu, mekanisme ini memungkinkan suhu kritis superkonduktor di graphene mencapai setinggi 70 Kelvin.Para peneliti juga telah mengembangkan teori BCS mikroskopis baru yang secara khusus berfokus pada sistem berdasarkan graphene hibrida baru.Model yang mereka usulkan juga memprediksi bahwa sifat superkonduktor dapat meningkat dengan suhu, menghasilkan ketergantungan suhu yang tidak monoton dari celah superkonduktor.
Selain itu, penelitian telah menunjukkan bahwa dispersi Dirac dari graphene dipertahankan dalam skema yang dimediasi bogolon ini.Ini menunjukkan bahwa mekanisme superkonduktor ini melibatkan elektron dengan dispersi relativistik, dan fenomena ini belum dieksplorasi dengan baik dalam fisika benda terkondensasi.
Pekerjaan ini mengungkapkan cara lain untuk mencapai superkonduktivitas suhu tinggi.Pada saat yang sama, dengan mengontrol sifat kondensat, kita dapat mengatur superkonduktivitas graphene.Ini menunjukkan cara lain untuk mengontrol perangkat superkonduktor di masa depan.
Waktu posting: Jul-16-2021 
