,

اضافه کردن لیتیم به گرافن، گرافن را به ابررسانا تبدیل می‌کند

محققان در دانشگاه کانادا و اروپا نتایجی را منتشر کرده اند که نشان می‌دهد که “آراستن” نمونه گرافنی با لیتیم می‌تواند رفتار عبور الکترون‌ها از گرافن را تغییر دهد و این سوپر ماده را به یک ابر رسانا تبدیل کند. این یک ویژگی است که ابتدا با استفاده از یک سوپر کامپیوتر پیش بینی شد و اکنون از طریق آزمایشات فیزیکی تایید شده است. این یک پیشرفت غیر منتظره است که می‌تواند پیشرو یک عصر جدید از الکترونیک گرافن باشد (هرچند هنوز راه زیادی برای رفتن وجود دارد). گرافن اغلب با مقاومت الکتریکی بسیار کم شناخته می‌شود، اما واقعیت این است که در مقایسه با یک ابر رسانای واقعی، یک سیم محافظ ساخته شده از گرافن ممکن است یک تکه چوب به نظر برسد.
در سال ۲۰۱۲، محققان با استفاده از مدل‌های کامپیوتری پیش بینی کردند که اگر گرافن با استفاده از اتم های لیتیم دوپ شود، می‌تواند وارد یک حالت از ابر رسانای شود. این اتم‌ها توزیع کلی الکترونی را در کل تغییر می‌دهند و یک توزیع الکترون برای مولکول‌های گرافن به نام فونون (نه فوتون) را پدید می‌آورند. به نظر می‌رسد این فونون‌ها الکترون‌های جریان یافته را به هم متصل می‌کنند که این به اصطلاح جفت کوپر نامیده می‌شود که با هم دیگر از طریق یک ابر رسانا بدون مقاومتی برای از دست دادن انرژی، حرکت می‌کنند.


در این فرایند درجه حرارت خیلی پایین نیاز است. فرایند ” آراستن” برای اتم های لیتیم فقط در دمای ۸ کلوین یا۲۶۵٫۱۵- درجه سانتی گراد رخ می‌دهد. دمای انتقال اندازه گیری شده آن‌ها برای ابررسانای گرافن کمتر از ۹٫۵ کلوین یا ۲۶۷٫۲۵- درجه سانتی گراد است.
مشکل بزرگی که دانشمندان در زمینه ابر رساناها با آن مواجه هستند این است که مواد گرافنی نیازمند سرمایش زیاد برای کار هستند، به این معنی که ما نمی‌توانیم ابر رسانای با مقدار زیاد یا ارزان قیمت را برای کارهایی مانند ارتقا در نیرو در مقیاس های بزرگ استفاده کنیم.
به هر حال دانشمندان معتقدند که کربن و به ویژه مواد کربنی مانند گرافن، چشم انداز خوبی برای توسعه ابررساناها دمای بالا دارند. این مساله بیشتر باعث تغییر حرکت الکترون‌ها خواهد شد، به طوری که آن‌ها می‌توانند از طریق شبکه کریستالی اتمی و بدون مقاومت حرکت کنند.
همانطور که اشاره شد، یکی از جنبه های جالب این پژوهش این واقعیت است که خواص ابر رسانایی توسط یک مدل کامپیوتری پیش بینی شد. گرافن به دلیل سادگی و نظم بالای خود، یک عرصه نسبتا آسان و خوب را برای فیزیکدانان برای آزمون درک این مسئله را فراهم کرده است. اگر آزمایشات مشابه این فرایند بتوانند شبیه سازی اتمی را اصلاح کنند، این شبیه سازی‌ها قادر به پیش بینی مولکول‌های پیچیده تر با ویژگی‌های قابل توجهی هستند.

5 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *