ຄວາມເປັນຕົວນຳໄຟຟ້າສູງແມ່ນປະກົດການທາງກາຍະພາບທີ່ຄວາມຕ້ານທານໄຟຟ້າຂອງວັດສະດຸຫຼຸດລົງເປັນສູນທີ່ອຸນຫະພູມວິກິດທີ່ແນ່ນອນ. ທິດສະດີ Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) ເປັນຄຳອະທິບາຍທີ່ມີປະສິດທິພາບ, ເຊິ່ງອະທິບາຍເຖິງຄວາມເປັນຕົວນຳໄຟຟ້າສູງໃນວັດສະດຸສ່ວນໃຫຍ່. ມັນຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າຄູ່ອີເລັກຕຣອນ Cooper ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນຕາຂ່າຍຜລຶກທີ່ອຸນຫະພູມຕ່ຳພຽງພໍ, ແລະຄວາມເປັນຕົວນຳໄຟຟ້າສູງ BCS ມາຈາກການກັ່ນຕົວຂອງພວກມັນ. ເຖິງແມ່ນວ່າ graphene ເອງເປັນຕົວນຳໄຟຟ້າທີ່ດີເລີດ, ແຕ່ມັນບໍ່ໄດ້ສະແດງຄວາມເປັນຕົວນຳໄຟຟ້າສູງ BCS ເນື່ອງຈາກການສະກັດກັ້ນປະຕິກິລິຍາຂອງອີເລັກຕຣອນ-ໂຟນອນ. ນີ້ແມ່ນເຫດຜົນທີ່ຕົວນຳ "ດີ" ສ່ວນໃຫຍ່ (ເຊັ່ນ: ຄຳ ແລະ ທອງແດງ) ເປັນຕົວນຳໄຟຟ້າສູງ "ບໍ່ດີ".
ນັກຄົ້ນຄວ້າທີ່ສູນຟີຊິກທິດສະດີຂອງລະບົບສະລັບສັບຊ້ອນ (PCS) ທີ່ສະຖາບັນວິທະຍາສາດພື້ນຖານ (IBS, ເກົາຫຼີໃຕ້) ໄດ້ລາຍງານກົນໄກທາງເລືອກໃໝ່ເພື່ອບັນລຸຄວາມເປັນຕົວນຳໄຟຟ້າໃນ graphene. ພວກເຂົາໄດ້ບັນລຸຜົນສຳເລັດນີ້ໂດຍການສະເໜີລະບົບປະສົມທີ່ປະກອບດ້ວຍ graphene ແລະ condensate Bose-Einstein ສອງມິຕິ (BEC). ການຄົ້ນຄວ້າດັ່ງກ່າວໄດ້ຖືກຕີພິມໃນວາລະສານ 2D Materials.
ລະບົບປະສົມທີ່ປະກອບດ້ວຍອາຍແກັສເອເລັກຕຣອນ (ຊັ້ນເທິງສຸດ) ໃນກຣາຟີນ, ແຍກອອກຈາກຄອນເດັນເຊດ Bose-Einstein ສອງມິຕິ, ເຊິ່ງເປັນຕົວແທນໂດຍ excitons ທາງອ້ອມ (ຊັ້ນສີຟ້າ ແລະ ສີແດງ). ເອເລັກຕຣອນ ແລະ excitons ໃນກຣາຟີນຖືກເຊື່ອມຕໍ່ກັນດ້ວຍແຮງ Coulomb.
(ກ) ການເອື່ອຍອີງອຸນຫະພູມຂອງຊ່ອງຫວ່າງການນຳໄຟຟ້າຍິ່ງໃນຂະບວນການທີ່ໄກ່ເກ່ຍກັບ bogolon ດ້ວຍການແກ້ໄຂອຸນຫະພູມ (ເສັ້ນປະ) ແລະ ໂດຍບໍ່ມີການແກ້ໄຂອຸນຫະພູມ (ເສັ້ນທຶບ). (ຂ) ອຸນຫະພູມທີ່ສຳຄັນຂອງການຫັນປ່ຽນການນຳໄຟຟ້າຍິ່ງເປັນໜ້າທີ່ຂອງຄວາມໜາແໜ້ນຂອງນ້ຳຕົວສຳລັບການໂຕ້ຕອບທີ່ໄກ່ເກ່ຍກັບ bogolon ດ້ວຍການແກ້ໄຂອຸນຫະພູມ (ເສັ້ນປະສີແດງ) ແລະ ໂດຍບໍ່ມີການແກ້ໄຂອຸນຫະພູມ (ເສັ້ນທຶບສີດຳ). ເສັ້ນປະສີຟ້າສະແດງອຸນຫະພູມການຫັນປ່ຽນ BKT ເປັນໜ້າທີ່ຂອງຄວາມໜາແໜ້ນຂອງນ້ຳຕົວ.
ນອກເໜືອໄປຈາກຄວາມເປັນຕົວນຳໄຟຟ້າທີ່ສູງເກີນໄປ, BEC ຍັງເປັນປະກົດການອີກອັນໜຶ່ງທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນອຸນຫະພູມຕໍ່າ. ມັນເປັນສະຖານະທີຫ້າຂອງສານທີ່ Einstein ໄດ້ຄາດຄະເນຄັ້ງທຳອິດໃນປີ 1924. ການສ້າງຕັ້ງຂອງ BEC ເກີດຂຶ້ນເມື່ອອະຕອມພະລັງງານຕໍ່າລວມຕົວກັນ ແລະ ເຂົ້າສູ່ສະຖານະພະລັງງານດຽວກັນ, ເຊິ່ງເປັນຂົງເຂດການຄົ້ນຄວ້າຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຟີຊິກສານທີ່ເຂັ້ມຂຸ້ນ. ລະບົບປະສົມ Bose-Fermi ເປັນຕົວແທນຂອງການພົວພັນຂອງຊັ້ນຂອງເອເລັກຕຣອນກັບຊັ້ນຂອງໂບຊອນ, ເຊັ່ນ: excitons ທາງອ້ອມ, exciton-polarons, ແລະອື່ນໆ. ການພົວພັນລະຫວ່າງອະນຸພາກ Bose ແລະ Fermi ໄດ້ນໍາໄປສູ່ປະກົດການໃໝ່ໆ ແລະ ໜ້າສົນໃຈຫຼາຍຢ່າງ, ເຊິ່ງກະຕຸ້ນຄວາມສົນໃຈຂອງທັງສອງຝ່າຍ. ມຸມມອງພື້ນຖານ ແລະ ມຸມມອງທີ່ເນັ້ນໃສ່ການນຳໃຊ້.
ໃນວຽກງານນີ້, ນັກວິໄຈໄດ້ລາຍງານກົນໄກການນຳໄຟຟ້າແບບໃໝ່ໃນ graphene, ເຊິ່ງເກີດຈາກການພົວພັນລະຫວ່າງເອເລັກຕຣອນ ແລະ "bogolons" ແທນທີ່ຈະເປັນ phonons ໃນລະບົບ BCS ທົ່ວໄປ. Bogolons ຫຼື Bogoliubov quasiparticles ແມ່ນການກະຕຸ້ນໃນ BEC, ເຊິ່ງມີລັກສະນະສະເພາະຂອງອະນຸພາກ. ພາຍໃນຂອບເຂດພາລາມິເຕີທີ່ແນ່ນອນ, ກົນໄກນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ອຸນຫະພູມທີ່ສຳຄັນຂອງການນຳໄຟຟ້າໃນ graphene ສູງເຖິງ 70 Kelvin. ນັກວິໄຈຍັງໄດ້ພັດທະນາທິດສະດີ BCS ທາງດ້ານຈຸລະທັດໃໝ່ທີ່ສຸມໃສ່ລະບົບທີ່ອີງໃສ່ graphene ປະສົມໃໝ່. ຮູບແບບທີ່ພວກເຂົາສະເໜີຍັງຄາດຄະເນວ່າຄຸນສົມບັດຂອງການນຳໄຟຟ້າສາມາດເພີ່ມຂຶ້ນຕາມອຸນຫະພູມ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ເກີດການເພິ່ງພາອາໄສອຸນຫະພູມທີ່ບໍ່ແມ່ນ monotonic ຂອງຊ່ອງຫວ່າງການນຳໄຟຟ້າ.
ນອກຈາກນັ້ນ, ການສຶກສາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການກະຈາຍຕົວຂອງ Dirac ຂອງ graphene ແມ່ນຖືກຮັກສາໄວ້ໃນໂຄງການທີ່ໄກ່ເກ່ຍໂດຍ bogolon ນີ້. ນີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າກົນໄກການ superconducting ນີ້ກ່ຽວຂ້ອງກັບເອເລັກຕຣອນທີ່ມີການກະຈາຍຕົວ relativistic, ແລະປະກົດການນີ້ຍັງບໍ່ທັນໄດ້ຖືກຄົ້ນຫາຢ່າງດີໃນຟີຊິກຂອງສານທີ່ເຂັ້ມຂຸ້ນ.
ວຽກງານນີ້ເປີດເຜີຍວິທີອື່ນເພື່ອບັນລຸຄວາມນຳໄຟຟ້າທີ່ອຸນຫະພູມສູງ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ໂດຍການຄວບຄຸມຄຸນສົມບັດຂອງຄອນເດນເຊດ, ພວກເຮົາສາມາດປັບຄວາມນຳໄຟຟ້າຂອງກຣາຟີນໄດ້. ນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວິທີອື່ນເພື່ອຄວບຄຸມອຸປະກອນນຳໄຟຟ້າໃນອະນາຄົດ.
ເວລາໂພສ: 16 ກໍລະກົດ 2021 
