Суперпроводливоста е физички феномен во кој електричниот отпор на материјал се спушта на нула на одредена критична температура. Теоријата на Бардин-Купер-Шрифер (БЦС) е ефикасно објаснување, кое ја опишува суперпроводливоста кај повеќето материјали. Укажува дека електронските парови на Купер се формираат во кристалната решетка на доволно ниска температура и дека суперпроводливоста на BCS потекнува од нивната кондензација. Иако самиот графен е одличен електричен проводник, тој не покажува суперпроводливост на BCS заради сузбивање на интеракцијата со електрони-фонон. Ова е причината зошто повеќето „добри“ спроводници (како злато и бакар) се „лоши“ суперпроводници.
Истражувачите од Центарот за теоретска физика на комплексни системи (ПЦС) на Институтот за основни науки (ИБС, Јужна Кореја) објавија нов алтернативен механизам за постигнување на суперпроводливост во графен. Тие го постигнаа овој подвиг предлагајќи хибриден систем составен од графен и дводимензионален кондензат Бозе-Ајнштајн (БЕЦ). Истражувањето беше објавено во списанието 2Д материјали.
Хибриден систем кој се состои од електронски гас (горниот слој) во графен, одделен од дводимензионалниот кондензат Бозе-Ајнштајн, претставен со индиректни ексцитони (сини и црвени слоеви). Електроните и ексцитоните во графен се споени со сила Куломб.
(а) Температурната зависност на јазот на суперпроводници во процесот со посредство на Боголон со корекција на температурата (испрекината линија) и без корекција на температурата (цврста линија). (б) Критичката температура на суперпроводничка транзиција како функција на густина на кондензатот за интеракции со посредство на Боголон со (црвена испрекината линија) и без (црна цврста линија) корекција на температурата. Сината точка на линија ја покажува температурата на транзицијата на БКТ како функција на густина на кондензатот.
Покрај суперпроводливоста, Бек е уште еден феномен што се јавува на ниски температури. Тоа е петта состојба на материјата што ја предвидува Ајнштајн во 1924 година. Формирањето на БЕЦ се случува кога атомите со ниска енергија се собираат заедно и влегуваат во истата енергетска состојба, што е поле на широко истражување во физиката на кондензирана материја. Хибридниот Bose-Fermi систем во суштина претставува интеракција на слој на електрони со слој на бозони, како што се индиректни ексцитони, ексцитон-поларони и така натаму. Интеракцијата помеѓу честичките Бозе и Ферми доведе до најразлични нови и фасцинантни феномени, што го предизвика интересот на обете страни. Основен и ориентиран кон апликација.
Во оваа работа, истражувачите пријавиле нов механизам за суперпроводници во графен, што се должи на интеракцијата помеѓу електроните и „боголоните“, а не на фононите во типичен систем BCS. Боголоните или квазипартиките на Боголибов се возбудувања во БЕЦ, кои имаат одредени карактеристики на честички. Во рамките на одредени опсези на параметрите, овој механизам овозможува суперпроводничка критична температура во графен да достигне дури 70 Келвин. Истражувачите исто така развија нова микроскопска теорија на BCS која конкретно се фокусира на системите засновани на нов хибриден графен. Моделот што го предложија, исто така, предвидува дека суперпроводните својства можат да се зголемат со температурата, што резултира во не-монотонска температурна зависност на јазот на суперпроводници.
Покрај тоа, студиите покажаа дека дисперзијата Дирак на графен е зачувана во оваа шема со посредство на Боголон. Ова укажува на тоа дека овој механизам за суперпроводници 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 суперпроводливост на висока температура. Во исто време, со контролирање на својствата на кондензатот, можеме да ја прилагодиме суперпроводливоста на графен. Ова покажува уште еден начин за контрола на суперпроводничките уреди во иднина.
Време на објавување: јули-16-2021 
