سپرکنڈکٹیوٹی ایک جسمانی رجحان ہے جس میں کسی مادے کی بجلی کی مزاحمت کسی خاص اہم درجہ حرارت پر صفر ہوجاتی ہے۔ بارڈین کوپر-شیفر (بی سی ایس) تھیوری ایک مؤثر وضاحت ہے ، جو زیادہ تر مواد میں سپرکنڈکٹیوٹی کو بیان کرتی ہے۔ اس میں بتایا گیا ہے کہ کوپر الیکٹران کے جوڑے کافی کم درجہ حرارت پر کرسٹل جالی میں تشکیل پاتے ہیں ، اور یہ کہ بی سی ایس سپرکنڈکٹیویٹی ان کی گاڑھاپن سے آتی ہے۔ اگرچہ گرافین خود ایک بہترین برقی کنڈکٹر ہے ، لیکن یہ الیکٹران فونن تعامل کو دبانے کی وجہ سے بی سی ایس سپرکنڈکٹیوٹی کی نمائش نہیں کرتا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ زیادہ تر "اچھے" کنڈکٹر (جیسے سونے اور تانبے) "خراب" سپرکنڈکٹر ہیں۔
انسٹی ٹیوٹ آف بیسک سائنس (IBS ، جنوبی کوریا) میں نظریاتی نظام (پی سی) کے مرکز برائے نظریاتی طبیعیات کے محققین نے گرافین میں سپرکنڈکٹیوٹی کو حاصل کرنے کے لئے ایک نیا متبادل طریقہ کار بتایا۔ انہوں نے گرافین اور دو جہتی بوس آئن اسٹائن کنڈینسیٹ (بی ای سی) پر مشتمل ایک ہائبرڈ سسٹم کی تجویز پیش کرکے یہ کارنامہ حاصل کیا۔ یہ تحقیق جرنل 2 ڈی میٹریلز میں شائع ہوئی تھی۔
گرافین میں الیکٹران گیس (اوپر کی پرت) پر مشتمل ایک ہائبرڈ سسٹم ، دو جہتی بوس آئن اسٹائن کنڈینسیٹ سے جدا ہوا ، جس کی نمائندگی بالواسطہ ایکسیٹون (نیلی اور سرخ پرتیں) کرتی ہے۔ گرافین میں الیکٹرانوں اور ایکسیٹن کو کولمب فورس کے ذریعہ ملایا جاتا ہے۔
(a) درجہ حرارت کی اصلاح (ڈیشڈ لائن) اور درجہ حرارت کی اصلاح (ٹھوس لائن) کے بغیر بوگولن ثالثی عمل میں سپر کنڈکٹنگ گیپ کا درجہ حرارت کا انحصار۔ (ب) بوگولن ثالثی بات چیت کے لئے (ریڈ ڈیشڈ لائن) اور بغیر (سیاہ ٹھوس لائن) درجہ حرارت کی اصلاح کے ساتھ کنڈینسیٹ کثافت کے ایک فنکشن کے طور پر سپر کنڈکٹنگ منتقلی کا اہم درجہ حرارت۔ نیلی ڈاٹڈ لائن بی کے ٹی منتقلی کے درجہ حرارت کو کنڈینسیٹ کثافت کے فنکشن کے طور پر ظاہر کرتی ہے۔
سپرکنڈکٹیوٹی کے علاوہ ، بی ای سی ایک اور رجحان ہے جو کم درجہ حرارت پر ہوتا ہے۔ یہ 1924 میں آئن اسٹائن کے ذریعہ پیش گوئی کی گئی پانچویں مادے کی ریاست ہے۔ بی ای سی کی تشکیل اس وقت ہوتی ہے جب کم توانائی کے جوہری اکٹھے ہوتے ہیں اور اسی توانائی کی حالت میں داخل ہوتے ہیں ، جو گاڑھا معاملہ طبیعیات میں وسیع تحقیق کا ایک شعبہ ہے۔ ہائبرڈ بوس فرمی سسٹم بنیادی طور پر بوسن کی ایک پرت کے ساتھ الیکٹرانوں کی ایک پرت کے تعامل کی نمائندگی کرتا ہے ، جیسے بالواسطہ ایکسیٹونز ، ایکسیٹن پولرون وغیرہ۔ بوس اور فرمی ذرات کے مابین تعامل نے متعدد ناول اور دلچسپ مظاہر کا باعث بنا ، جس نے دونوں فریقوں کی دلچسپی کو جنم دیا۔ بنیادی اور درخواست پر مبنی نظارہ۔
اس کام میں ، محققین نے گرافین میں ایک نیا سپر کنڈکٹنگ میکانزم کی اطلاع دی ، جس کی وجہ ایک عام بی سی ایس سسٹم میں فونوں کی بجائے الیکٹرانوں اور "بوگولان" کے مابین تعامل ہے۔ بوگولون یا بوگولیبوف کوسیپارٹیکلز بی ای سی میں جوش و خروش ہیں ، جن میں ذرات کی کچھ خاص خصوصیات ہیں۔ کچھ پیرامیٹر کی حدود میں ، یہ طریقہ کار گرافین میں سپر کنڈکٹنگ کے اہم درجہ حرارت کو 70 کیلون تک زیادہ تک پہنچنے دیتا ہے۔ محققین نے ایک نیا مائکروسکوپک بی سی ایس تھیوری بھی تیار کیا ہے جو خاص طور پر نئے ہائبرڈ گرافین پر مبنی نظاموں پر مرکوز ہے۔ انہوں نے جس ماڈل کی تجویز پیش کی ہے وہ بھی پیش گوئی کرتا ہے کہ سپر کنڈکٹنگ کی خصوصیات درجہ حرارت کے ساتھ بڑھ سکتی ہیں ، جس کے نتیجے میں سپر کنڈکٹنگ گیپ کا غیر مونوٹونک درجہ حرارت انحصار ہوتا ہے۔
اس کے علاوہ ، مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ اس بوگولن ثالثی اسکیم میں گرافین کا ڈیرک بازی محفوظ ہے۔ اس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ اس سپر کنڈکٹنگ میکانزم میں رشتہ دار بازی والے الیکٹران شامل ہیں ، اور اس رجحان کو گاڑھا ہوا مادے کی طبیعیات میں اچھی طرح سے تلاش نہیں کیا گیا ہے۔
اس کام سے اعلی درجہ حرارت کی سپرکنڈکٹیوٹی کے حصول کا ایک اور طریقہ ظاہر ہوتا ہے۔ ایک ہی وقت میں ، کنڈینسیٹ کی خصوصیات کو کنٹرول کرکے ، ہم گرافین کی سپرکنڈکٹیوٹی کو ایڈجسٹ کرسکتے ہیں۔ یہ مستقبل میں سپر کنڈکٹنگ آلات پر قابو پانے کا ایک اور طریقہ ظاہر کرتا ہے۔
پوسٹ ٹائم: جولائی 16-2021 
