सुपरकंडक्टिविटी एक भौतिक घटना है जिसमें किसी पदार्थ का विद्युत प्रतिरोध एक निश्चित क्रांतिक तापमान पर शून्य हो जाता है। बार्डीन-कूपर-श्राइफर (BCS) सिद्धांत एक प्रभावी व्याख्या है, जो अधिकांश पदार्थों में सुपरकंडक्टिविटी का वर्णन करता है। यह बताता है कि पर्याप्त कम तापमान पर क्रिस्टल जालक में कूपर इलेक्ट्रॉन युग्म बनते हैं, और BCS सुपरकंडक्टिविटी उनके संघनन से उत्पन्न होती है। यद्यपि ग्राफीन स्वयं एक उत्कृष्ट विद्युत चालक है, इलेक्ट्रॉन-फोनन अंतःक्रिया के दमन के कारण यह BCS सुपरकंडक्टिविटी प्रदर्शित नहीं करता है। यही कारण है कि अधिकांश "अच्छे" चालक (जैसे सोना और तांबा) "खराब" सुपरकंडक्टर होते हैं।
दक्षिण कोरिया के इंस्टीट्यूट ऑफ बेसिक साइंस (आईबीएस) के सेंटर फॉर थियोरेटिकल फिजिक्स ऑफ कॉम्प्लेक्स सिस्टम्स (पीसीएस) के शोधकर्ताओं ने ग्राफीन में सुपरकंडक्टिविटी प्राप्त करने के लिए एक नए वैकल्पिक तंत्र की रिपोर्ट दी है। उन्होंने ग्राफीन और द्वि-आयामी बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट (बीईसी) से निर्मित एक हाइब्रिड सिस्टम का प्रस्ताव देकर यह उपलब्धि हासिल की। यह शोध 2डी मैटेरियल्स नामक पत्रिका में प्रकाशित हुआ है।
ग्राफीन में इलेक्ट्रॉन गैस (ऊपरी परत) से युक्त एक संकर प्रणाली, जो अप्रत्यक्ष एक्सिटॉन (नीली और लाल परतें) द्वारा दर्शाए गए द्वि-आयामी बोस-आइंस्टीन संघनन से अलग है। ग्राफीन में इलेक्ट्रॉन और एक्सिटॉन कूलम्ब बल द्वारा परस्पर जुड़े होते हैं।
(a) तापमान सुधार के साथ (डैश वाली रेखा) और तापमान सुधार के बिना (ठोस रेखा) बोगोलोन-मध्यस्थ प्रक्रिया में सुपरकंडक्टिंग गैप की तापमान निर्भरता। (b) तापमान सुधार के साथ (लाल डैश वाली रेखा) और तापमान सुधार के बिना (काली ठोस रेखा) बोगोलोन-मध्यस्थ अंतःक्रियाओं के लिए संघनन घनत्व के फलन के रूप में सुपरकंडक्टिंग संक्रमण का क्रांतिक तापमान। नीली बिंदीदार रेखा संघनन घनत्व के फलन के रूप में बीकेटी संक्रमण तापमान दर्शाती है।
अतिचालकता के अलावा, बीईसी एक और घटना है जो कम तापमान पर घटित होती है। यह पदार्थ की पाँचवीं अवस्था है जिसकी भविष्यवाणी आइंस्टीन ने 1924 में की थी। बीईसी का निर्माण तब होता है जब कम ऊर्जा वाले परमाणु एक साथ एकत्रित होकर एक ही ऊर्जा अवस्था में आ जाते हैं, जो संघनित पदार्थ भौतिकी में व्यापक शोध का क्षेत्र है। संकर बोस-फर्मी प्रणाली मूल रूप से इलेक्ट्रॉनों की एक परत और बोसोन की एक परत के बीच की परस्पर क्रिया को दर्शाती है, जैसे अप्रत्यक्ष एक्सिटॉन, एक्सिटॉन-पोलरॉन आदि। बोस और फर्मी कणों के बीच की परस्पर क्रिया से कई नवीन और आकर्षक घटनाएँ सामने आई हैं, जिन्होंने दोनों पक्षों की रुचि को बढ़ाया है। यह एक मौलिक और अनुप्रयोग-उन्मुख दृष्टिकोण है।
इस शोध में, शोधकर्ताओं ने ग्राफीन में एक नए सुपरकंडक्टिंग तंत्र की रिपोर्ट की है, जो एक विशिष्ट बीसीएस प्रणाली में फोनोन के बजाय इलेक्ट्रॉनों और "बोगोलोन" के बीच परस्पर क्रिया के कारण होता है। बोगोलोन या बोगोलिउबोव क्वासीपार्टिकल्स बीईसी में उत्तेजनाएं हैं, जिनमें कणों के कुछ विशिष्ट गुण होते हैं। कुछ पैरामीटर सीमाओं के भीतर, यह तंत्र ग्राफीन में सुपरकंडक्टिंग क्रांतिक तापमान को 70 केल्विन तक पहुंचने की अनुमति देता है। शोधकर्ताओं ने एक नया सूक्ष्म बीसीएस 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 सुपरकंडक्टिंग गुण तापमान के साथ बढ़ सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप सुपरकंडक्टिंग गैप की तापमान निर्भरता गैर-मोनोटोनिक होती है।
इसके अतिरिक्त, अध्ययनों से पता चला है कि इस बोगोलोन-मध्यस्थ योजना में ग्राफीन का डिराक फैलाव संरक्षित रहता है। यह इंगित करता है कि इस अतिचालन तंत्र में सापेक्षतावादी फैलाव वाले इलेक्ट्रॉन शामिल हैं, और संघनित पदार्थ भौतिकी में इस घटना का अच्छी तरह से अध्ययन नहीं किया गया है।
यह शोध उच्च तापमान पर अतिचालकता प्राप्त करने का एक और तरीका बताता है। साथ ही, संघनन 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: 16 जुलाई 2021 
