Фавқулоддагузарандагӣ як падидаи физикӣ аст, ки дар он муқовимати электрикии мавод дар ҳарорати муайяни интиқодӣ ба сифр мерасад. Назарияи Бардин-Купер-Шриффер (BCS) як тавзеҳи муассир аст, ки фавқулоддагузарандагиро дар аксари маводҳо тавсиф мекунад. Он нишон медиҳад, ки ҷуфтҳои электронии Купер дар шабакаи кристаллӣ дар ҳарорати кофӣ паст ташаккул меёбанд ва фавқулоддагузарандагии BCS аз конденсатсияи онҳо ба вуҷуд меояд. Гарчанде ки худи графен ноқили аълои электрикӣ аст, он фавқулоддагузарандагии BCS-ро нишон намедиҳад, зеро таъсири мутақобилаи электрон-фонон коҳиш меёбад. Аз ин рӯ, аксари ноқилҳои "хуб" (ба монанди тилло ва мис) фавқулоддагузарандаҳои "бад" мебошанд.
Муҳаққиқони Маркази физикаи назариявии системаҳои мураккаб (PCS) дар Институти илмҳои асосӣ (IBS, Кореяи Ҷанубӣ) механизми нави алтернативиро барои ба даст овардани фавқуноқилӣ дар графен гузориш доданд. Онҳо ин дастовардро бо пешниҳоди системаи гибридии иборат аз графен ва конденсати дученака Бозе-Эйнштейн (BEC) ба даст оварданд. Тадқиқот дар маҷаллаи 2D Materials нашр шудааст.
Системаи гибридӣ, ки аз гази электрон (қабати болоӣ) дар графен иборат аст, ки аз конденсати дученака Бозе-Эйнштейн ҷудо карда шудааст ва бо экситонҳои ғайримустақим (қабатҳои кабуд ва сурх) ифода ёфтааст. Электронҳо ва экситонҳо дар графен бо қувваи Кулон пайваст карда мешаванд.
(а) Вобастагии ҳарорат аз фосилаи фавқуноқил дар раванди боголон бо ислоҳи ҳарорат (хати нуқтаӣ) ва бе ислоҳи ҳарорат (хати сахт). (б) Ҳарорати критикӣ дар гузариши фавқуноқил ҳамчун функсияи зичии конденсат барои таъсири мутақобилаи боголон бо (хати нуқтаӣ сурх) ва бе (хати сахти сиёҳ) ислоҳи ҳарорат. Хати нуқтаӣ кабуд ҳарорати гузариши BKT-ро ҳамчун функсияи зичии конденсат нишон медиҳад.
Илова бар фавқуноқилӣ, BEC падидаи дигаре аст, ки дар ҳарорати паст рух медиҳад. Ин панҷумин ҳолати материя аст, ки бори аввал аз ҷониби Эйнштейн дар соли 1924 пешгӯӣ шуда буд. Ташаккули BEC вақте рух медиҳад, ки атомҳои камэнергия якҷоя мешаванд ва ба як ҳолати энергетикӣ ворид мешаванд, ки ин як соҳаи таҳқиқоти васеъ дар физикаи моддаҳои конденсатсияшуда мебошад. Системаи гибридии Бозе-Ферми асосан таъсири мутақобилаи қабати электронҳоро бо қабати бозонҳо, ба монанди экситонҳои ғайримустақим, экситон-поляронҳо ва ғайра, ифода мекунад. Таъсири мутақобилаи байни зарраҳои Бозе ва Ферми боиси як қатор падидаҳои нав ва ҷолиб гардид, ки таваҷҷӯҳи ҳарду ҷонибро ба худ ҷалб кард. Назари асосӣ ва татбиқӣ.
Дар ин кор, муҳаққиқон механизми нави фавқуттабиӣ дар графенро гузориш доданд, ки аз таъсири мутақобилаи электронҳо ва "боголонҳо" ба ҷои фононҳо дар системаи маъмулии BCS ба вуҷуд омадааст. Боголонҳо ё квазизарраҳои Боголюбов ангезишҳо дар BEC мебошанд, ки хусусиятҳои муайяни зарраҳоро доранд. Дар доираи диапазонҳои муайяни параметрҳо, ин механизм имкон медиҳад, ки ҳарорати интиқодии фавқуттабиӣ дар графен то 70 Келвин расад. Муҳаққиқон инчунин як назарияи нави микроскопии BCS-ро таҳия кардаанд, ки махсусан ба системаҳое, ки ба графени нави гибридӣ асос ёфтаанд, тамаркуз мекунад. Модели пешниҳодкардаи онҳо инчунин пешгӯӣ мекунад, ки хосиятҳои фавқуттабиӣ метавонанд бо ҳарорат афзоиш ёбанд, ки боиси вобастагии ғайримонотонии ҳарорат аз фосилаи фавқуттабиӣ мегардад.
Илова бар ин, таҳқиқот нишон доданд, ки парокандагии Дираки графен дар ин схемаи боголон ба миён омада нигоҳ дошта мешавад. Ин нишон медиҳад, ки ин механизми фавқулодданоқил электронҳоро бо парокандагии нисбиятӣ дар бар мегирад ва ин падида дар физикаи моддаҳои конденсатсия хуб омӯхта нашудааст.
Ин кор роҳи дигари ба даст овардани фавқуноқилии ҳарорати баландро ошкор мекунад. Дар айни замон, бо назорати хосиятҳои конденсат, мо метавонем фавқуноқилии графенро танзим кунем. Ин роҳи дигари идоракунии дастгоҳҳои фавқуноқилиро дар оянда нишон медиҳад.
Вақти нашр: 16 июли соли 2021 
