يمكن أن تنتج التفاعلات بين الإلكترونات في نطاقات إلكترونية متعددة اقترانًا قويًا بين الإلكترونات - مما يوفر "الغراء" الذي يربط الناقلات معًا في الموصلات الفائقة ثنائية الأبعاد.
.jpg)
تُظهر العديد من المواد ثنائية الأبعاد (2D) ، أفلاماً رقيقة للغاية أو صفائح بسمك الذرة ، درجات حرارة حرجة فائقة التوصيل وكثافة تيار يمكن أن تتجاوز بدرجة كبيرة تلك الخاصة بالموصلات الفائقة التقليدية. حتى الآن ، لا توجد نظرية تشرح بنجاح الموصلية الفائقة غير التقليدية لهذه المواد والتي يمكن أن توجه البحث عن أفضل الموصلات الفائقة ثنائية الأبعاد. الآن ، أظهر فالنتين كريبيل من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) وزملاؤه أن نموذجًا جديدًا ، قائمًا على آلية قوية للاقتران الإلكتروني ، يبشر بسد هذه الفجوة . قد يساعد النموذج أيضًا في فهم الموصلية الفائقة للجرافين ثنائي الطبقة الملتوي ، والذي لا يزال غير مفسر على الرغم من الجهود البحثية المحمومة منذ اكتشافه في عام 2018.
وجد الباحثون العنصر الحاسم لنموذجهم في "ما يبدو أنه أسوأ مكان للبحث فيه" ، كما يقول قائد الفريق ليانج فو ، أيضًا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا - أي في النطاقات الإلكترونية المملوءة ، التي ترتبط إلكتروناتها بذرات الشبكة وبالتالي تُفعِّل ولا تساهم بشكل مباشر في توصيل المواد. ومع ذلك ، تتأثر الإلكترونات الموصلة بجميع المسارات الميكانيكية الكمومية الممكنة ، أو "التحولات الافتراضية" ، التي تتضمن تبديل الإلكترونات بين النطاقات الممتلئة ونطاقات التوصيل. وفقًا لحسابات الفريق ، تخلق هذه التحولات العابرة استقطابًا في المادة التي تحجب الإلكترونات عن تنافر الإلكترونات الأخرى ، مما ينتج عنه تفاعل جذاب بين الإلكترونات. يمكن أن يكون هذا الجذب بمثابة "صمغ فائق التوصيل" ، مثل اقتران الإلكترون والفونون الذي يربط أزواج كوبر في الموصلات الفائقة التقليدية.
يتنبأ نموذج الباحثين بدرجات حرارة حرجة أقرب بكثير إلى تلك المرصودة من تلك التي تنبأت بها النماذج السابقة لهذه الأنظمة. والأكثر من ذلك ، أنهم يجادلون بأن اقترانًا قويًا مشابهًا يجب أن ينشأ من النطاقات الإلكترونية المتعددة للجرافين ثنائي الطبقة الملتوي ، مما يشير إلى أن آليات مماثلة قد تلعب دورًا في الموصلية الفائقة المراوغة لتلك المادة.
المصدر