กราฟีนแสดงสัญญาณของตัวนำยิ่งยวด

รวบรวมมหาอำนาจอื่นสำหรับวัสดุที่บางที่สุดในโลกเมื่อโรยด้วยอะตอมบางชนิด กราฟีนซึ่งเป็นแผ่นอะตอมของคาร์บอนที่มีรังผึ้งแบบแบนจะนำกระแสไฟฟ้าโดยไม่มีความต้านทานที่อุณหภูมิต่ำ ทีมวิจัยสี่ทีมรายงาน แม้ว่ากราฟีนจะสร้างความตื่นตาตื่นใจให้กับนักวิทยาศาสตร์ด้วยความสามารถในการดำเนินการมานานกว่าทศวรรษ แต่นี่เป็นหลักฐานแรกที่แสดงว่าวัสดุมหัศจรรย์สามารถเป็นตัวนำยิ่งยวดได้

กลุ่มวิจัยซึ่งรายงานการค้นพบของพวกเขาในเอกสาร

แยกต่างหากที่โพสต์ออนไลน์ที่ arXiv.org ในสัปดาห์ของวันที่ 24 สิงหาคม ใช้วิธีต่างๆ ในการทดสอบความเป็นตัวนำยิ่งยวดและได้ผลลัพธ์ที่ขัดแย้งกัน อย่างไรก็ตาม Allan MacDonald นักฟิสิกส์เรื่องย่อตามทฤษฎีจากมหาวิทยาลัยเท็กซัสในออสตินกล่าวว่า “หลักฐานของความเป็นตัวนำยิ่งยวดนั้นน่าเชื่อถืออย่างยิ่ง” ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาใด ๆ การวิจัยติดตามผลสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจถึงความเป็นตัวนำยิ่งยวดและวิธีการทำงานในวัสดุบางเฉียบซึ่งมีคุณสมบัติแตกต่างอย่างมากจากคุณสมบัติที่เทอะทะของพวกเขา

ไม่มีวัสดุใดที่เหมือนกับกราฟีน แข็งแกร่งแต่ยืดหยุ่น เป็นผนังที่โมเลกุลพยายามทะลุผ่านเข้าไปไม่ได้ และเป็นตัวนำที่ยอดเยี่ยม ( SN: 8/13/11, p. 26 ) แต่อิเล็กตรอนในตัวนำที่ดีที่สุดจะชนเข้ากับผนังและกระจายตัว ทำให้เกิดความต้านทานไฟฟ้า เนื่องจากกราไฟต์ลูกพี่ลูกน้องที่หนากว่าของกราฟีนสามารถเกลี้ยกล่อมให้กลายเป็นตัวนำยิ่งยวด นักทฤษฎีเสนอว่ากราฟีนที่เจือด้วยองค์ประกอบต่างๆ เช่น ลิเธียม ก็สามารถส่งผ่านกระแสต้านทานที่ปราศจากความต้านทานได้

Andrea Damascelli นักฟิสิกส์เรื่องควบแน่นที่มหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบีย

ในแวนคูเวอร์และทีมของเขาเตรียมแผ่นกราฟีนอย่างระมัดระวังและโรยด้วยอะตอมลิเธียมที่อุณหภูมิต่ำมาก จากนั้นนักวิจัยก็ยิงโฟตอนลงในแต่ละแผ่นและวิเคราะห์อิเล็กตรอนที่ออกมา อิเล็กตรอนมักจะผลักกันเนื่องจากประจุลบ แต่นักฟิสิกส์เห็นหลักฐานว่าอิเล็กตรอนกำลังร่วมมือกันเพื่อสร้างคู่คูเปอร์ ซึ่งร่อนผ่านวัสดุโดยไม่กระเจิง ทีมงานสรุปในบทความที่จะปรากฎในวันที่ 8 กันยายนในProceedings of the National Academy of Sciencesว่ากราฟีนเจือลิเธียมเป็นสารตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงถึง 6 เคลวิน (–267 องศาเซลเซียส)

อีกกลุ่มหนึ่งนำโดยนักฟิสิกส์เรื่องย่อ Rahul Nair จากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ในอังกฤษ ได้ทำการวิเคราะห์ชั้นกราฟีนจำนวนหนึ่งกอง นักวิจัยพบว่ากราฟีนที่เจือด้วยอะตอมแคลเซียมและแช่เย็นจนมีอุณหภูมิประมาณ 6 เคลวินที่ถูกขับออกจากสนามแม่เหล็กซึ่งเป็นลายเซ็นของความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่เรียกว่าปรากฏการณ์ Meissner ( SN: 8/8/15, p. 12 )

ทั้งทีมของ Nair และกลุ่มชาวญี่ปุ่นประสบความสำเร็จในการทำให้กราฟีนเป็นตัวนำยิ่งยวดด้วยแคลเซียม แต่ล้มเหลวด้วยลิเธียม ซึ่งขัดแย้งกับผลลัพธ์ของกลุ่ม Damascelli และทีมเกาหลีใต้ แนวทางการทดลองที่แตกต่างกันอาจถูกตำหนิ MacDonald กล่าว อย่างไรก็ตาม เขากล่าวว่าการศึกษามีความสำคัญต่อการตรวจจับปรากฏการณ์ที่แปลกใหม่ในวัสดุประเภทใหม่ที่น่าตื่นเต้น “มีตัวอย่างไม่มากของตัวนำยิ่งยวดสองมิติอย่างแท้จริง” เขากล่าว

หมายเหตุบรรณาธิการ: เรื่องราวนี้ได้รับการอัปเดตเมื่อวันที่ 14 กันยายน 2015 เพื่อแก้ไขวันที่ที่บทความปรากฏออนไลน์ใน รายงานการประชุม ของ National Academy of Sciences

credit : sougisya.net sfery.org matsudatoshiko.net tolosa750.net bigscaryideas.com justlivingourstory.com nomadasbury.com learnlanguagefromluton.net tomsbuildit.org coachfactoryonlinea.net