A superconduttività hè un fenomenu fisicu in u quale a resistenza elettrica di un materiale cala à zeru à una certa temperatura critica. A teoria di Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) hè una spiegazione efficace, chì descrive a superconduttività in a maiò parte di i materiali. Indica chì e coppie di elettroni di Cooper si formanu in u reticolo cristallinu à una temperatura sufficientemente bassa, è chì a superconduttività BCS vene da a so cundensazione. Ancu s'è u grafene stessu hè un eccellente conduttore elettricu, ùn mostra micca superconduttività BCS per via di a soppressione di l'interazione elettrone-fonone. Hè per quessa chì a maiò parte di i "boni" conduttori (cum'è l'oru è u rame) sò superconduttori "cattivi".
I circadori di u Centru di Fisica Teorica di Sistemi Cumplessi (PCS) à l'Istitutu di Scienze Basiche (IBS, Corea di u Sud) anu signalatu un novu mecanismu alternativu per ottene a superconduttività in u grafene. Anu ottenutu sta pruesa pruponendu un sistema ibridu cumpostu di grafene è condensatu di Bose-Einstein bidimensionale (BEC). A ricerca hè stata publicata in a rivista 2D Materials.
Un sistema ibridu custituitu da gasu elettronicu (stratu superiore) in grafene, siparatu da u condensatu bidimensionale di Bose-Einstein, rapprisintatu da eccitoni indiretti (strati blu è rossi). L'elettroni è l'eccitoni in grafene sò accoppiati da a forza di Coulomb.
(a) A dipendenza da a temperatura di u spaziu superconduttore in u prucessu mediatu da bogoloni cù a currezzione di a temperatura (linea tratteggiata) è senza currezzione di a temperatura (linea continua). (b) A temperatura critica di a transizione superconduttore cum'è una funzione di a densità di u condensatu per l'interazzione mediate da bogoloni cù (linea tratteggiata rossa) è senza (linea continua nera) currezzione di a temperatura. A linea punteggiata blu mostra a temperatura di transizione BKT cum'è una funzione di a densità di u condensatu.
In più di a superconduttività, u BEC hè un altru fenomenu chì si verifica à basse temperature. Hè u quintu statu di a materia previstu per a prima volta da Einstein in u 1924. A furmazione di BEC si verifica quandu l'atomi di bassa energia si riuniscenu è entranu in u listessu statu energeticu, chì hè un campu di ricerca approfondita in fisica di a materia condensata. U sistema ibridu Bose-Fermi rapprisenta essenzialmente l'interazione di un stratu di elettroni cù un stratu di bosoni, cum'è eccitoni indiretti, eccitoni-polaroni, ecc. L'interazione trà e particelle di Bose è Fermi hà purtatu à una varietà di fenomeni novi è affascinanti, chì anu suscitatu l'interessu di entrambe e parti. Vista basica è orientata à l'applicazione.
In questu travagliu, i circadori anu signalatu un novu mecanismu superconduttore in u grafene, chì hè duvutu à l'interazzione trà l'elettroni è i "bogoloni" piuttostu chè i fononi in un sistema BCS tipicu. I bogoloni o quasiparticelle di Bogoliubov sò eccitazioni in BEC, chì anu certe caratteristiche di particelle. In certi intervalli di parametri, questu mecanismu permette à a temperatura critica superconduttrice in u grafene di ghjunghje sin'à 70 Kelvin. I circadori anu ancu sviluppatu una nova teoria BCS microscopica chì si concentra specificamente nantu à i sistemi basati nantu à u novu grafene ibridu. U mudellu ch'elli anu prupostu prevede ancu chì e proprietà superconduttrici ponu aumentà cù a temperatura, risultendu in una dipendenza da a temperatura non monotonica di u gap superconduttore.
Inoltre, i studii anu dimustratu chì a dispersione di Dirac di u grafene hè cunservata in questu schema mediatu da bogoloni. Questu indica chì questu mecanismu superconduttore implica elettroni cù dispersione relativistica, è questu fenomenu ùn hè statu bè esploratu in a fisica di a materia condensata.
Stu travagliu palesa un altru modu per ottene a superconduttività à alta temperatura. À u listessu tempu, cuntrullendu e proprietà di u condensatu, pudemu aghjustà a superconduttività di u grafene. Questu mostra un altru modu per cuntrullà i dispositivi superconduttori in u futuru.
Data di publicazione: 16 di lugliu di u 2021 
