மீக்கடத்துத்திறன் என்பது ஒரு இயற்பியல் நிகழ்வாகும், இதில் ஒரு குறிப்பிட்ட முக்கியமான வெப்பநிலையில் ஒரு பொருளின் மின் எதிர்ப்பு பூஜ்ஜியத்திற்கு குறைகிறது. பார்டீன்-கூப்பர்-ஷ்ரைஃபர் (BCS) கோட்பாடு ஒரு பயனுள்ள விளக்கமாகும், இது பெரும்பாலான பொருட்களில் உள்ள மீக்கடத்துத்தன்மையை விவரிக்கிறது. கூப்பர் எலக்ட்ரான் ஜோடிகள் படிக லட்டியில் போதுமான அளவு குறைந்த வெப்பநிலையில் உருவாகின்றன என்றும், BCS மீக்கடத்துத்திறன் அவற்றின் ஒடுக்கத்திலிருந்து வருகிறது என்றும் இது சுட்டிக்காட்டுகிறது. கிராபெனே ஒரு சிறந்த மின் கடத்தி என்றாலும், எலக்ட்ரான்-ஃபோனான் தொடர்புகளை அடக்குவதால் அது BCS மீக்கடத்துத்திறனை வெளிப்படுத்துவதில்லை. இதனால்தான் பெரும்பாலான "நல்ல" கடத்திகள் (தங்கம் மற்றும் தாமிரம் போன்றவை) "மோசமான" மீக்கடத்துத்திறன் கொண்டவை.
தென் கொரியாவின் அடிப்படை அறிவியல் நிறுவனத்தில் (IBS) உள்ள சிக்கலான அமைப்புகளின் கோட்பாட்டு இயற்பியல் மையத்தின் (PCS) ஆராய்ச்சியாளர்கள், கிராபீனில் மீக்கடத்துத்திறனை அடைவதற்கான ஒரு புதிய மாற்று வழிமுறையைப் பற்றி தெரிவித்தனர். கிராபீன் மற்றும் இரு பரிமாண போஸ்-ஐன்ஸ்டீன் கண்டன்சேட் (BEC) ஆகியவற்றைக் கொண்ட ஒரு கலப்பின அமைப்பை முன்மொழிவதன் மூலம் அவர்கள் இந்த சாதனையை அடைந்தனர். இந்த ஆராய்ச்சி 2D மெட்டீரியல்ஸ் இதழில் வெளியிடப்பட்டது.
கிராஃபீனில் எலக்ட்ரான் வாயு (மேல் அடுக்கு) கொண்ட ஒரு கலப்பின அமைப்பு, இரு பரிமாண போஸ்-ஐன்ஸ்டீன் மின்தேக்கியிலிருந்து பிரிக்கப்பட்டு, மறைமுக எக்ஸிடான்களால் (நீலம் மற்றும் சிவப்பு அடுக்குகள்) குறிப்பிடப்படுகிறது. கிராஃபீனில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் எக்ஸிடான்கள் கூலம்ப் விசையால் இணைக்கப்படுகின்றன.
(அ) வெப்பநிலை திருத்தம் (கோடு கோடு) மற்றும் வெப்பநிலை திருத்தம் இல்லாமல் (திட கோடு) போகலோன்-மத்தியஸ்த செயல்பாட்டில் மீக்கடத்தி இடைவெளியின் வெப்பநிலை சார்பு. (ஆ) (சிவப்பு கோடு கோடு) மற்றும் (கருப்பு திட கோடு) வெப்பநிலை திருத்தம் இல்லாமல் போகலோன்-மத்தியஸ்த தொடர்புகளுக்கான மின்தேக்கி அடர்த்தியின் செயல்பாடாக மீக்கடத்தி மாற்றத்தின் முக்கியமான வெப்பநிலை. நீல புள்ளியிடப்பட்ட கோடு BKT மாற்ற வெப்பநிலையை மின்தேக்கி அடர்த்தியின் செயல்பாடாகக் காட்டுகிறது.
மீக்கடத்துத்திறன் தவிர, குறைந்த வெப்பநிலையில் நிகழும் மற்றொரு நிகழ்வு BEC ஆகும். இது 1924 ஆம் ஆண்டு ஐன்ஸ்டீனால் முதன்முதலில் கணிக்கப்பட்ட பொருளின் ஐந்தாவது நிலையாகும். குறைந்த ஆற்றல் கொண்ட அணுக்கள் ஒன்று கூடி அதே ஆற்றல் நிலையில் நுழையும் போது BEC உருவாகிறது, இது அமுக்கப்பட்ட பொருள் இயற்பியலில் விரிவான ஆராய்ச்சிக்கான ஒரு துறையாகும். கலப்பின போஸ்-ஃபெர்மி அமைப்பு அடிப்படையில் மறைமுக எக்ஸிடான்கள், எக்ஸிடான்-போலரான்கள் போன்ற போஸான்களின் அடுக்குடன் எலக்ட்ரான்களின் அடுக்கின் தொடர்புகளைக் குறிக்கிறது. போஸ் மற்றும் ஃபெர்மி துகள்களுக்கு இடையிலான தொடர்பு பல்வேறு புதுமையான மற்றும் கவர்ச்சிகரமான நிகழ்வுகளுக்கு வழிவகுத்தது, இது இரு தரப்பினரின் ஆர்வத்தையும் தூண்டியது. அடிப்படை மற்றும் பயன்பாடு சார்ந்த பார்வை.
இந்த ஆய்வில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் கிராபெனில் ஒரு புதிய மீக்கடத்தும் பொறிமுறையை அறிவித்தனர், இது ஒரு பொதுவான BCS அமைப்பில் உள்ள ஃபோனான்களை விட எலக்ட்ரான்களுக்கும் "போகோலோன்களுக்கும்" இடையிலான தொடர்பு காரணமாகும். போகோலோன்கள் அல்லது போகோலியுபோவ் குவாசிபார்டிகல்கள் BEC இல் தூண்டுதல்களாகும், அவை துகள்களின் சில பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. சில அளவுரு வரம்புகளுக்குள், இந்த பொறிமுறையானது கிராபெனில் உள்ள மீக்கடத்தும் முக்கியமான வெப்பநிலையை 70 கெல்வின் வரை அடைய அனுமதிக்கிறது. புதிய கலப்பின கிராபெனை அடிப்படையாகக் கொண்ட அமைப்புகளில் குறிப்பாக கவனம் செலுத்தும் ஒரு புதிய நுண்ணிய BCS கோட்பாட்டையும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் உருவாக்கியுள்ளனர். அவர்கள் முன்மொழிந்த மாதிரி, மீக்கடத்தும் பண்புகள் வெப்பநிலையுடன் அதிகரிக்கக்கூடும் என்றும், இதன் விளைவாக மீக்கடத்தும் இடைவெளியின் ஒற்றைத்தன்மையற்ற வெப்பநிலை சார்பு ஏற்படும் என்றும் கணித்துள்ளது.
கூடுதலாக, இந்த போகோலோன்-மத்தியஸ்த திட்டத்தில் கிராபெனின் டைராக் சிதறல் பாதுகாக்கப்படுவதாக ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன. இந்த மீக்கடத்தும் பொறிமுறையானது சார்பியல் சிதறலுடன் எலக்ட்ரான்களை உள்ளடக்கியது என்பதைக் குறிக்கிறது, மேலும் இந்த நிகழ்வு அமுக்கப்பட்ட பொருள் இயற்பியலில் நன்கு ஆராயப்படவில்லை.
இந்த வேலை உயர் வெப்பநிலை மீக்கடத்துத்திறனை அடைவதற்கான மற்றொரு வழியை வெளிப்படுத்துகிறது. அதே நேரத்தில், மின்தேக்கியின் பண்புகளைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், கிராபெனின் மீக்கடத்துத்திறனை நாம் சரிசெய்ய முடியும். இது எதிர்காலத்தில் மீக்கடத்தும் சாதனங்களைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கான மற்றொரு வழியைக் காட்டுகிறது.
இடுகை நேரம்: ஜூலை-16-2021 
