கிராஃபீனின் மீக்கடத்துதிறன்

அணிக்கோவையில் அமைக்கப்பட்ட கார்பன் அணுக்களின் ஒற்றை அடுக்கு கிராஃபீன் எனப்படும் நம்பிக்கைக்குரிய நானோ பொருளை உருவாக்குகிறது. கிராஃபீனின் மூன்று படலங்கள் ஒன்றின் மேல் ஒன்றாக அடுக்கி வைக்கப்பட்டு, அவற்றின் அணிக்கோவைகள் சீரமைக்கப்படும். ஆனால் மாற்றப்பட்டு-ரோம்போஹெட்ரல் ட்ரைலேயர் கிராஃபீனை உருவாக்குவது, ஒரு எதிர்பாராத மீக்கடத்து நிலையை வெளிப்படுத்தியது. இந்த நிலையில் எலக்ட்ரான்களின் குவாண்டம் தன்மை காரணமாக மின் எதிர்ப்பு மறைந்துவிடும். அதே நேரத்தில் தோற்றம் மங்கலாக இருந்தது. இப்போது, ​​ஆஸ்திரியாவின் அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் மக்சிம் செர்பின் மற்றும் போஸ்ட்டாக் அரேக் கஜாரியன் ஆகியோர் இஸ்ரேலின் வைஸ்மேன் இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் சயின்ஸைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் எரெஸ் பெர்க் மற்றும் போஸ்ட்டாக் டோபியாஸ் ஹோல்டர் ஆகியோருடன் இணைந்து, வழக்கத்திற்கு மாறான மீக்கடத்தியின் தத்துவார்த்த கட்டமைப்பை உருவாக்கினர். இந்த ஆய்வு இயற்பியல் மறுஆய்வு கடிதங்களில் வெளியிடப்பட்டது.

மீக்கடத்து திறன் என்பது பொருளில் உள்ள கட்டுறா எலக்ட்ரான்களை அவற்றின் சமமான எதிர்மறை மின்னூட்டங்களில் இருந்து எதிர்த்தாலும் அவற்றை இணைப்பதை நம்பியுள்ளது. இந்த இணைத்தல் படிக அக்கோவையின் அதிர்வுகளின் மூலம் எதிர் சுழலின் எலக்ட்ரான்களுக்கு இடையில் நிகழ்கிறது. சுழல் என்பது ஒப்பிடக்கூடிய துகள்களின் குவாண்டம் பண்பு, ஆனால் சுழற்சிக்கு ஒத்ததாக இல்லை. குறிப்பிடப்பட்ட வகை இணைத்தல் குறைந்தபட்சம் வழக்கமான மீக்கடத்திகளில் இருக்கும். “பல அடுக்கு கிராஃபீன் பயன்படுத்தப்பட்டது,” என்று இணை தலைமை ஆசிரியர் கஜாரியன் குறிப்பிடுகிறார், “வழக்கமான மீக்கடத்தியுடன் சமரசம் செய்ய கடினமாகத் தோன்றும் இரண்டு புதிர்களை நாங்கள் அடையாளம் கண்டுள்ளோம்.”

முதலாவதாக, ஏறத்தாழ -260 °C வெப்பநிலைக்கு மேல் உள்ள மின் எதிர்ப்பானது அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன் சமமான படிகளில் உயர வேண்டும். இருப்பினும், சோதனைகளில் இது -250 °C வரை மாறாமல் இருந்தது. இரண்டாவதாக, எதிரெதிர் சுழலின் எலக்ட்ரான்களுக்கு இடையே இணைத்தல் என்பது மற்றொரு சோதனை ரீதியாக கவனிக்கப்பட்ட அம்சத்திற்கு முரணான ஒரு இணைப்பைக் குறிக்கிறது.  அதாவது முழுமையாக சீரமைக்கப்பட்ட சுழல்களுடன் அருகிலுள்ள உள்ளமைவு இருப்பது, இது காந்தவியல் ஆகும். “எலக்ட்ரான்களுக்கிடையேயான ஒரு தொடர்பு எலக்ட்ரான்களை ஒன்றாக வைத்திருக்கும் ‘பசை’யை வழங்குகிறது என்று ஒருவர் கருதினால், இரண்டு அவதானிப்புகளும் விளக்கக்கூடியவை என்பதை நாங்கள் காட்டுகிறோம், “இது வழக்கத்திற்கு மாறான மீக்கடத்திக்கு வழிவகுக்கிறது.”

கிராஃபீனின் மீக்கடத்தியின் நன்மைகள்

மற்ற பல அடுக்கு மற்றும் இரு அடுக்கு கிராஃபீனில் மீக்கடத்து திறன் காணப்பட்டாலும், அறியப்பட்ட பொருட்கள் குறிப்பாக வடிவமைக்கப்பட்டிருக்க வேண்டும் மற்றும் அவற்றின் குறைந்த நிலைத்தன்மையின் காரணமாக கட்டுப்படுத்த கடினமாக இருக்கலாம். Rhombohedral trilayer graphene, அரிதாக இருந்தாலும், இது இயற்கையாகவே நிகழ்கிறது. முன்மொழியப்பட்ட கோட்பாட்டு தீர்வானது, அமுக்கப்பட்ட பொருள் இயற்பியலில் நீண்டகாலமாக நிலவும் பிரச்சனைகள் மீது வெளிச்சம் போட்டு, மீக்கடத்து திறன் மற்றும் கிராஃபீன் இரண்டின் சாத்தியமான பயன்பாடுகளுக்கு வழி திறக்கும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது.

References:

• Ghazaryan, A., Holder, T., Serbyn, M., & Berg, E. (2021). Unconventional superconductivity in systems with annular Fermi surfaces: Application to rhombohedral trilayer graphene. arXiv preprint arXiv:2109.00011.
• Cheng, C., Sun, J. T., Liu, H., Fu, H. X., Zhang, J., Chen, X. R., & Meng, S. (2017). Suppressed superconductivity in substrate-supported β12 borophene by tensile strain and electron doping. 2D Materials, 4(2), 025032.
• Gonzalez, J., & Stauber, T. (2019). Kohn-luttinger superconductivity in twisted bilayer graphene. Physical review letters, 122(2), 026801.
• Vaezi, A., Liang, Y., Ngai, D. H., Yang, L., & Kim, E. A. (2013). Topological edge states at a tilt boundary in gated multilayer graphene. Physical Review X, 3(2), 021018.