अतिचालकता एक भौतिक परिघटना है जिसमें किसी पदार्थ का विद्युत प्रतिरोध एक निश्चित क्रांतिक तापमान पर शून्य हो जाता है। बार्डीन-कूपर-श्रीफ़र (BCS) सिद्धांत एक प्रभावी व्याख्या है, जो अधिकांश पदार्थों में अतिचालकता का वर्णन करता है। यह बताता है कि कूपर इलेक्ट्रॉन युग्म क्रिस्टल जालक में पर्याप्त रूप से कम तापमान पर बनते हैं, और BCS अतिचालकता उनके संघनन से उत्पन्न होती है। हालाँकि ग्राफीन स्वयं एक उत्कृष्ट विद्युत चालक है, लेकिन इलेक्ट्रॉन-फोनन अन्योन्यक्रिया के दमन के कारण यह BCS अतिचालकता प्रदर्शित नहीं करता है। यही कारण है कि अधिकांश "अच्छे" चालक (जैसे सोना और ताँबा) "बुरे" अतिचालक होते हैं।
दक्षिण कोरिया के आईबीएस स्थित इंस्टीट्यूट ऑफ बेसिक साइंस के सेंटर फॉर थियोरेटिकल फिजिक्स ऑफ कॉम्प्लेक्स सिस्टम्स (पीसीएस) के शोधकर्ताओं ने ग्राफीन में अतिचालकता प्राप्त करने के लिए एक नए वैकल्पिक तंत्र की खोज की है। उन्होंने ग्राफीन और द्वि-आयामी बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट (बीईसी) से बनी एक संकर प्रणाली का प्रस्ताव देकर यह उपलब्धि हासिल की है। यह शोध 2डी मैटेरियल्स नामक पत्रिका में प्रकाशित हुआ है।
ग्राफीन में इलेक्ट्रॉन गैस (ऊपरी परत) से युक्त एक संकर प्रणाली, जो अप्रत्यक्ष एक्साइटॉन (नीली और लाल परतें) द्वारा दर्शाए गए द्वि-आयामी बोस-आइंस्टीन संघनन से पृथक है। ग्राफीन में इलेक्ट्रॉन और एक्साइटॉन कूलम्ब बल द्वारा युग्मित होते हैं।
(a) तापमान संशोधन (धराशायी रेखा) के साथ और तापमान संशोधन के बिना (ठोस रेखा) बोगोलोन-मध्यस्थ प्रक्रिया में अतिचालक अंतराल की तापमान पर निर्भरता। (b) तापमान संशोधन के साथ (लाल धराशायी रेखा) और तापमान संशोधन के बिना (काली ठोस रेखा) बोगोलोन-मध्यस्थ अन्योन्यक्रियाओं के लिए संघनित घनत्व के फलन के रूप में अतिचालक संक्रमण का क्रांतिक तापमान। नीली बिंदीदार रेखा संघनित घनत्व के फलन के रूप में BKT संक्रमण तापमान को दर्शाती है।
अतिचालकता के अलावा, BEC एक और परिघटना है जो निम्न तापमान पर घटित होती है। यह पदार्थ की पाँचवीं अवस्था है जिसकी भविष्यवाणी सबसे पहले आइंस्टीन ने 1924 में की थी। BEC का निर्माण तब होता है जब निम्न-ऊर्जा परमाणु एकत्रित होकर समान ऊर्जा अवस्था में प्रवेश करते हैं, जो संघनित पदार्थ भौतिकी में व्यापक शोध का विषय है। बोस-फर्मी संकर प्रणाली मूलतः इलेक्ट्रॉनों की एक परत और बोसॉन की एक परत, जैसे अप्रत्यक्ष एक्साइटॉन, एक्साइटॉन-पोलरॉन, आदि, की परस्पर क्रिया को दर्शाती है। बोस और फर्मी कणों के बीच परस्पर क्रिया ने कई नवीन और आकर्षक परिघटनाओं को जन्म दिया, जिसने दोनों पक्षों की रुचि जगाई। बुनियादी और अनुप्रयोग-उन्मुख दृष्टिकोण।
इस कार्य में, शोधकर्ताओं ने ग्राफीन में एक नए अतिचालक तंत्र की सूचना दी, जो एक विशिष्ट BCS प्रणाली में फ़ोनॉन के बजाय इलेक्ट्रॉनों और "बोगोलोन्स" के बीच परस्पर क्रिया के कारण होता है। बोगोलोन्स या बोगोलीबोव क्वासिपार्टिकल्स BEC में उत्तेजन होते हैं, जिनमें कणों की कुछ विशेषताएँ होती हैं। कुछ निश्चित पैरामीटर सीमाओं के भीतर, यह तंत्र ग्राफीन में अतिचालक के महत्वपूर्ण तापमान को 70 केल्विन तक पहुँचने देता है। शोधकर्ताओं ने एक नया सूक्ष्म BCS सिद्धांत भी विकसित किया है जो विशेष रूप से नए हाइब्रिड ग्राफीन पर आधारित प्रणालियों पर केंद्रित है। उनके द्वारा प्रस्तावित मॉडल यह भी भविष्यवाणी करता है कि अतिचालक गुण तापमान के साथ बढ़ सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप अतिचालक अंतराल पर एक गैर-मोनोटोनिक तापमान निर्भरता होती है।
इसके अलावा, अध्ययनों से पता चला है कि इस बोगोलोन-मध्यस्थ योजना में ग्रैफ़ीन का डिराक फैलाव संरक्षित रहता है। यह दर्शाता है कि इस अतिचालक तंत्र में सापेक्षिक फैलाव वाले इलेक्ट्रॉन शामिल होते हैं, और संघनित पदार्थ भौतिकी में इस परिघटना का अभी तक पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है।
यह कार्य उच्च-तापमान अतिचालकता प्राप्त करने का एक और तरीका प्रकट करता है। साथ ही, संघनित पदार्थ के गुणों को नियंत्रित करके, हम ग्राफीन की अतिचालकता को समायोजित कर सकते हैं। यह भविष्य में अतिचालक उपकरणों को नियंत्रित करने का एक और तरीका दर्शाता है।
पोस्ट करने का समय: जुलाई-16-2021 
