Share This
Связаться со мной
Крути в низ
Categories
//В графене обнаружен новый механизм сверхпроводимости

В графене обнаружен новый механизм сверхпроводимости

15.07.2021Category : My Habr

Исследователи из Центра теоретической физики комплексных систем при Институте базовых наук в Южной Корее сообщили об открытии нового механизма сверхпроводимости в графене. Он достигается совмещением графена с двумерным конденсатом Бозе-Эйнштейна. Работа была опубликована в журнале 2D Materials.

При сверхпроводимости после понижения температуры до определённого порогового значения электрическое сопротивление материала падает до нуля. Общепризнанным сегодня объяснением работы почти всех сверхпроводников является теория Бардина — Купера — Шриффера (теория БКШ). Согласно теории, в решётке образуются куперовские пары электронов, которые начинают вести себя как бозоны и перестают сталкиваться с решёткой. В результате их конденсации появляется сверхпроводимость.

Хотя графен прекрасно проводит электричество, сверхпроводимость по БКШ в нём не наблюдается, поскольку он подавляет взаимодействие электронов с фотонами. По этой же причине большинство хорошо проводящих ток материалов (золото, медь) — плохие сверхпроводники.

v grafene obnaruzhen novyj mehanizm sverhprovodimosti 12b0a74 - В графене обнаружен новый механизм сверхпроводимости

Гибридная система, состоящая из электронного газа в графене (верхний слой), отделённого от двумерного конденсата Бозе-Эйнштейна, представляемого непрямыми экситонами (синий и красный слои). Электроны в графене связываются с экситонами силами Кулона.

При низких температурах возникает не только сверхпроводимость, но и конденсат Бозе-Эйнштейна (КБЭ). Это пятое агрегатное состояние вещества, впервые предсказанное Эйнштейном в 1924 году. Оно возникает, когда атомы с низкой энергией собираются вместе и переходят на один энергетический уровень. Гибрид системы Бозе-Ферми получается, когда слой электронов взаимодействует со слоем бозонов – к примеру, с непрямыми экситонами.

В графене сверхпроводимость возникает в результате взаимодействия электронов не с фотонами, как обычно, а с боголюбонами – квазичастицами, предсказанными русским советским математиком и физиком-теоретиком Николаем Николаевичем Боголюбовым. При некоторых условиях этот механизм работает в графене при температурах до 70 К.

Более того, исследование показало, что в данной схеме сохраняется дираковская дисперсия графена. Это указывает на то, что в этом сверхпроводящем механизме задействованы электроны с релятивистской дисперсией. Это явление не так хорошо изучено в физике конденсированного состояния.

Руководитель отдела взаимодействия света и материи в наноструктурах в Институте базовых наук Иван Савенко пояснил, что эта работа проливает свет на альтернативный метод достижения высокотемпературной сверхпроводимости. Управляя свойствами конденсата, можно подстраивать параметры сверхпроводимости графена. В будущем это даст нам ещё один способ управления сверхпроводящими устройствами.

  • 0 views
  • 0 Comment

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Свежие комментарии

    Рубрики

    About Author 01.

    Roman Spiridonov
    Roman Spiridonov

    Привет ! Мне 38 лет, я работаю в области информационных технологий более 4 лет. Тут собрано самое интересное.

    Categories 05.

    © Speccy 2020 / All rights reserved

    Связаться со мной
    Close