'S e rud fiosaigeach a th' ann an os-ghiùlan anns a bheil an aghaidh dealain ann an stuth a' tuiteam gu neoni aig teòthachd chudromach sònraichte. Tha teòiridh Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) na mhìneachadh èifeachdach, a tha a' toirt cunntas air an os-ghiùlan anns a' mhòr-chuid de stuthan. Tha e a' comharrachadh gu bheil paidhrichean dealanach Cooper air an cruthachadh anns a' chliath-chriostail aig teòthachd ìosal gu leòr, agus gu bheil an os-ghiùlan BCS a' tighinn bhon dlùthadh aca. Ged a tha graphene fhèin na stiùiriche dealain sàr-mhath, chan eil e a' nochdadh os-ghiùlan BCS air sgàth casg air eadar-obrachadh dealanach-fonon. Sin as coireach gu bheil a' mhòr-chuid de stiùirichean "math" (leithid òr agus copar) nan os-ghiùladairean "dona".
Dh’innis luchd-rannsachaidh aig an Ionad airson Fiosaig Teòiridheach Siostaman Iom-fhillte (PCS) aig Institiud Saidheans Bunaiteach (IBS, Corea a Deas) mu dhòigh-obrach ùr eile airson superconductivity a choileanadh ann an graphene. Choilean iad an gnìomh seo le bhith a’ moladh siostam measgaichte air a dhèanamh suas de graphene agus dùmhlachd dà-thaobhach Bose-Einstein (BEC). Chaidh an rannsachadh fhoillseachadh anns an iris 2D Materials.
Siostam measgaichte anns a bheil gas dealanach (an ìre as àirde) ann an grafain, air a sgaradh bhon cho-dhlùthadh dà-thaobhach Bose-Einstein, air a riochdachadh le excitons neo-dhìreach (sreathan gorma is dearga). Tha na dealanachan agus na excitons ann an grafain ceangailte ri chèile le feachd Coulomb.
(a) An eisimeileachd teòthachd den bheàrn os-ghiùlain anns a’ phròiseas air a mheadhanachadh le bogolon le ceartachadh teòthachd (loidhne briste) agus às aonais ceartachadh teòthachd (loidhne sholadach). (b) An teòthachd chudromach den ghluasad os-ghiùlain mar ghnìomh de dùmhlachd dùmhlachaidh airson eadar-obrachaidhean air am meadhanachadh le bogolon le (loidhne briste dhearg) agus às aonais ceartachadh teòthachd (loidhne sholadach dhubh). Tha an loidhne dhotagach ghorm a’ sealltainn teòthachd gluasaid BKT mar ghnìomh de dùmhlachd dùmhlachaidh.
A bharrachd air superconductivity, 's e BEC rud eile a thachras aig teòthachd ìosal. 'S e seo an còigeamh staid de chùis a chaidh a ro-innse an toiseach le Einstein ann an 1924. Bidh cruthachadh BEC a’ tachairt nuair a bhios dadaman lùth-ìosal a’ cruinneachadh còmhla agus a’ dol a-steach don aon staid lùtha, agus 's e sin raon rannsachaidh farsaing ann am fiosaigs chùis dlùthaichte. Tha an siostam Bose-Fermi measgaichte gu bunaiteach a’ riochdachadh eadar-obrachadh sreath de electronan le sreath de bhosonan, leithid excitons neo-dhìreach, exciton-polarons, agus mar sin air adhart. Dh’ adhbharaich an eadar-obrachadh eadar mìrean Bose agus Fermi measgachadh de thachartasan ùra is inntinneach, a dhùisg ùidh an dà phàrtaidh. Sealladh bunaiteach agus stèidhichte air cleachdadh.
Anns an obair seo, dh’innis an luchd-rannsachaidh mu dhòigh-obrach ùr airson superconducting ann an graphene, a tha mar thoradh air an eadar-obrachadh eadar dealanan agus “bogolons” seach na fonons ann an siostam BCS àbhaisteach. Tha Bogolons no quasiparticles Bogoliubov nan brosnachaidhean ann am BEC, aig a bheil feartan sònraichte de ghràineanan. Taobh a-staigh raointean paramadair sònraichte, leigidh an dòigh-obrach seo leis an teòthachd chudromach superconducting ann an graphene ruighinn cho àrd ri 70 Kelvin. Tha luchd-rannsachaidh cuideachd air teòiridh ùr microscopach BCS a leasachadh a tha ag amas gu sònraichte air siostaman stèidhichte air graphene hibrid ùr. Tha am modail a mhol iad cuideachd a’ ro-innse gum faod na feartan superconducting àrdachadh le teòthachd, agus mar thoradh air sin bidh eisimeileachd teòthachd neo-monotonic air a’ bheàrn superconducting.
A bharrachd air sin, tha sgrùdaidhean air sealltainn gu bheil sgaoileadh Dirac graphene air a ghleidheadh san sgeama seo a tha air a mheadhanachadh le bogolon. Tha seo a’ nochdadh gu bheil an dòigh-obrach superconductive seo a’ toirt a-steach dealanan le sgaoileadh coimeasach, agus chan eil an iongantas seo air a sgrùdadh gu math ann am fiosaigs stuth co-dhlùthaichte.
Tha an obair seo a’ nochdadh dòigh eile air sup-ghiùlanachd aig teòthachd àrd a choileanadh. Aig an aon àm, le bhith a’ cumail smachd air feartan an dùmhlachaidh, is urrainn dhuinn sup-ghiùlanachd grafaein atharrachadh. Tha seo a’ sealltainn dòigh eile air innealan sup-ghiùlanachd a smachdachadh san àm ri teachd.
Àm puist: 16 Iuchar 2021 
