Суперспроводливоста е физички феномен во кој електричниот отпор на материјалот паѓа на нула на одредена критична температура. Теоријата Бардин-Купер-Шрифер (BCS) е ефикасно објаснување, кое ја опишува суперспроводливоста кај повеќето материјали. Таа истакнува дека Куперовите електронски парови се формираат во кристалната решетка на доволно ниска температура и дека BCS суперспроводливоста доаѓа од нивната кондензација. Иако самиот графен е одличен електричен спроводник, тој не покажува BCS суперспроводливост поради потиснување на интеракцијата електрон-фонон. Затоа повеќето „добри“ спроводници (како што се златото и бакарот) се „лоши“ суперспроводници.
Истражувачите од Центарот за теоретска физика на комплексни системи (PCS) при Институтот за основни науки (IBS, Јужна Кореја) објавија нов алтернативен механизам за постигнување суперспроводливост кај графенот. Тие го постигнаа овој подвиг предлагајќи хибриден систем составен од графен и дводимензионален Бозе-Ајнштајн кондензат (BEC). Истражувањето е објавено во списанието 2D Materials.
Хибриден систем кој се состои од електронски гас (горен слој) во графен, одделен од дводимензионалниот Бозе-Ајнштајн кондензат, претставен со индиректни ексцитони (сини и црвени слоеви). Електроните и ексцитоните во графенот се поврзани со Кулонова сила.
(a) Температурна зависност на суперспроводливиот јаз во боголонов-посредуваниот процес со корекција на температурата (испрекината линија) и без корекција на температурата (непрекината линија). (b) Критична температура на суперспроводливата транзиција како функција од густината на кондензатот за боголонов-посредувани интеракции со (црвена испрекината линија) и без (црна непрекината линија) корекција на температурата. Сината испрекината линија ја покажува BKT температурата на транзиција како функција од густината на кондензатот.
Покрај суперспроводливоста, BEC е уште еден феномен што се јавува на ниски температури. Тоа е петтата состојба на материјата што првпат ја предвидел Ајнштајн во 1924 година. Формирањето на BEC се случува кога атомите со ниска енергија се собираат заедно и влегуваат во иста енергетска состојба, што е поле на обемно истражување во физиката на кондензирана материја. Хибридниот Бозе-Ферми систем во суштина претставува интеракција на слој од електрони со слој од бозони, како што се индиректни екситони, екситон-поларони и така натаму. Интеракцијата помеѓу Бозе и Ферми честичките доведе до различни нови и фасцинантни феномени, што го разбуди интересот на двете страни. Основен и применливо ориентиран поглед.
Во ова дело, истражувачите објавија нов механизам на суперспроводливост кај графенот, кој се должи на интеракцијата помеѓу електроните и „боголоните“, а не на фононите во типичен BCS систем. Боголоните или квазичестичките Боголиубов се возбудувања во BEC, кои имаат одредени карактеристики на честички. Во рамките на одредени опсези на параметри, овој механизам овозможува критичната температура на суперспроводливоста во графенот да достигне и до 70 Келвини. Истражувачите, исто така, развија нова микроскопска BCS теорија која конкретно се фокусира на системи базирани на нов хибриден графен. Моделот што го предложија, исто така, предвидува дека својствата на суперспроводливост можат да се зголемат со температурата, што резултира со немонотонска температурна зависност на суперспроводливиот јаз.
Дополнително, студиите покажаа дека Дираковата дисперзија на графенот е зачувана во оваа боголонско-посредувана шема. Ова укажува дека овој суперспроводлив механизам вклучува електрони со релативистичка дисперзија, а овој феномен не е добро истражен во физиката на кондензирана материја.
Оваа работа открива уште еден начин за постигнување на високотемпературна суперспроводливост. Во исто време, со контролирање на својствата на кондензатот, можеме да ја прилагодиме суперспроводливоста на графенот. Ова покажува уште еден начин за контрола на суперспроводливите уреди во иднина.
Време на објавување: 16 јули 2021 година 
