સુપરકન્ડક્ટિવિટી એ એક ભૌતિક ઘટના છે જેમાં ચોક્કસ નિર્ણાયક તાપમાને સામગ્રીનો વિદ્યુત પ્રતિકાર શૂન્ય થઈ જાય છે. બાર્ડીન-કૂપર-સ્ક્રિફર (BCS) સિદ્ધાંત એક અસરકારક સમજૂતી છે, જે મોટાભાગના પદાર્થોમાં સુપરકન્ડક્ટિવિટીનું વર્ણન કરે છે. તે નિર્દેશ કરે છે કે કૂપર ઇલેક્ટ્રોન જોડીઓ સ્ફટિક જાળીમાં પૂરતા પ્રમાણમાં ઓછા તાપમાને રચાય છે, અને BCS સુપરકન્ડક્ટિવિટી તેમના ઘનીકરણમાંથી આવે છે. જોકે ગ્રાફીન પોતે એક ઉત્તમ વિદ્યુત વાહક છે, તે ઇલેક્ટ્રોન-ફોનોન ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દમનને કારણે BCS સુપરકન્ડક્ટિવિટી પ્રદર્શિત કરતું નથી. આ જ કારણ છે કે મોટાભાગના "સારા" વાહક (જેમ કે સોનું અને તાંબુ) "ખરાબ" સુપરકન્ડક્ટર છે.
ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ બેઝિક સાયન્સ (IBS, દક્ષિણ કોરિયા) ખાતે સેન્ટર ફોર થિયોરેટિકલ ફિઝિક્સ ઓફ કોમ્પ્લેક્સ સિસ્ટમ્સ (PCS) ના સંશોધકોએ ગ્રાફીનમાં સુપરકન્ડક્ટિવિટી પ્રાપ્ત કરવા માટે એક નવી વૈકલ્પિક પદ્ધતિની જાણ કરી. તેમણે ગ્રાફીન અને દ્વિ-પરિમાણીય બોસ-આઈન્સ્ટાઈન કન્ડેન્સેટ (BEC) થી બનેલી હાઇબ્રિડ સિસ્ટમનો પ્રસ્તાવ મૂકીને આ સિદ્ધિ હાંસલ કરી. આ સંશોધન 2D મટિરિયલ્સ જર્નલમાં પ્રકાશિત થયું હતું.
ગ્રાફીનમાં ઇલેક્ટ્રોન ગેસ (ટોચનું સ્તર) ધરાવતી એક હાઇબ્રિડ સિસ્ટમ, જે દ્વિ-પરિમાણીય બોસ-આઈન્સ્ટાઈન કન્ડેન્સેટથી અલગ પડે છે, જે પરોક્ષ એક્સિટોન (વાદળી અને લાલ સ્તરો) દ્વારા રજૂ થાય છે. ગ્રાફીનમાં ઇલેક્ટ્રોન અને એક્સિટોન કુલોમ્બ બળ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
(a) બોગોલોન-મધ્યસ્થી પ્રક્રિયામાં તાપમાન સુધારણા (ડેશ્ડ લાઇન) અને તાપમાન સુધારણા (સોલિડ લાઇન) વગર સુપરકન્ડક્ટિંગ ગેપનું તાપમાન અવલંબન. (b) બોગોલોન-મધ્યસ્થી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ માટે (લાલ ડેશ્ડ લાઇન) અને (કાળી ઘન લાઇન) તાપમાન સુધારણા વિના કન્ડેન્સેટ ઘનતાના કાર્ય તરીકે સુપરકન્ડક્ટિંગ સંક્રમણનું નિર્ણાયક તાપમાન. વાદળી ડોટેડ લાઇન BKT સંક્રમણ તાપમાનને કન્ડેન્સેટ ઘનતાના કાર્ય તરીકે દર્શાવે છે.
સુપરકન્ડક્ટિવિટી ઉપરાંત, BEC એ નીચા તાપમાને થતી બીજી ઘટના છે. આ પદાર્થની પાંચમી સ્થિતિ છે જેની આગાહી આઈન્સ્ટાઈન દ્વારા 1924 માં કરવામાં આવી હતી. BEC ની રચના ત્યારે થાય છે જ્યારે ઓછી-ઊર્જાવાળા અણુઓ એકસાથે ભેગા થાય છે અને સમાન ઊર્જા સ્થિતિમાં પ્રવેશ કરે છે, જે કન્ડેન્સ્ડ મેટર ફિઝિક્સમાં વ્યાપક સંશોધનનું ક્ષેત્ર છે. હાઇબ્રિડ બોઝ-ફર્મી સિસ્ટમ આવશ્યકપણે ઇલેક્ટ્રોનના સ્તર અને બોસોનના સ્તરની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, જેમ કે પરોક્ષ એક્સિટોન, એક્સિટોન-પોલરોન, વગેરે. બોઝ અને ફર્મી કણો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાએ વિવિધ પ્રકારની નવીન અને રસપ્રદ ઘટનાઓ તરફ દોરી, જેણે બંને પક્ષોનો રસ જગાડ્યો. મૂળભૂત અને એપ્લિકેશન-લક્ષી દૃષ્ટિકોણ.
આ કાર્યમાં, સંશોધકોએ ગ્રાફીનમાં એક નવી સુપરકન્ડક્ટિંગ મિકેનિઝમની જાણ કરી, જે લાક્ષણિક BCS સિસ્ટમમાં ફોનોન્સ કરતાં ઇલેક્ટ્રોન અને "બોગોલોન" વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે છે. બોગોલોન અથવા બોગોલિયુબોવ ક્વાસિપાર્ટિકલ્સ BEC માં ઉત્તેજના છે, જેમાં કણોની ચોક્કસ લાક્ષણિકતાઓ હોય છે. ચોક્કસ પરિમાણ શ્રેણીમાં, આ મિકેનિઝમ ગ્રાફીનમાં સુપરકન્ડક્ટિંગ ક્રિટિકલ તાપમાનને 70 કેલ્વિન સુધી પહોંચવા દે છે. સંશોધકોએ એક નવો માઇક્રોસ્કોપિક BCS સિદ્ધાંત પણ વિકસાવ્યો છે જે ખાસ કરીને નવા હાઇબ્રિડ ગ્રાફીન પર આધારિત સિસ્ટમો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. તેમણે પ્રસ્તાવિત મોડેલ એ પણ આગાહી કરે છે કે સુપરકન્ડક્ટિંગ ગુણધર્મો તાપમાન સાથે વધી શકે છે, જેના પરિણામે સુપરકન્ડક્ટિંગ ગેપ પર બિન-મોનોટોનિક તાપમાન અવલંબન થાય છે.
વધુમાં, અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે આ બોગોલોન-મધ્યસ્થી યોજનામાં ગ્રાફીનનું ડાયરેક વિક્ષેપ સચવાયેલું છે. આ સૂચવે છે કે આ સુપરકન્ડક્ટિંગ મિકેનિઝમમાં સાપેક્ષ વિક્ષેપ સાથે ઇલેક્ટ્રોનનો સમાવેશ થાય છે, અને આ ઘટનાનું કન્ડેન્સ્ડ મેટર ફિઝિક્સમાં સારી રીતે સંશોધન કરવામાં આવ્યું નથી.
આ કાર્ય ઉચ્ચ-તાપમાન સુપરકન્ડક્ટિવિટી પ્રાપ્ત કરવાની બીજી રીત દર્શાવે છે. તે જ સમયે, કન્ડેન્સેટના ગુણધર્મોને નિયંત્રિત કરીને, આપણે ગ્રાફીનની સુપરકન્ડક્ટિવિટીને સમાયોજિત કરી શકીએ છીએ. આ ભવિષ્યમાં સુપરકન્ડક્ટિંગ ઉપકરણોને નિયંત્રિત કરવાની બીજી રીત બતાવે છે.
પોસ્ટ સમય: જુલાઈ-૧૬-૨૦૨૧ 
