ہم سب جانتے ہیں کے طور پر، عمل میں جنرل conductive مواد توانائی کا ایک بہت تاہم، سب سے زیادہ superconductors صرف اوپر کے قریب مطلق صفر بسم ہو جائیں گے، اور ٹرانسمیشن کے دوران superconductor فی مربع سینٹی میٹر زیادہ موجودہ، لے جا سکتا ہے تقریبا کوئی توانائی نقصان ہے. کام کر رہے ہیں درجہ حرارت.
1913 superconductivity طور پر جانا جاتا ایک رجحان - 1911 میں، ڈچ بوتیکشاستری سے Heike Has The Kammerlingh Onnes خالص پارے مزاحمت کے نمونے کم درجہ حرارت 4.22-4.27K میں غائب دریافت، تو وہ دیگر دھاتیں کی ایک بڑی تعداد اسی طرح کے رجحان ہے پایا ، سے Heike Has The Kammerlingh Onnes لہذا فزکس میں اس سال کے نوبل انعام جیتا.
فگر شو سے Heike Has The Kammerlingh Onnes
اس طرح کے کم درجہ حرارت برقرار رکھنے کے لئے مائع ہیلیم - تاہم، طبیعیات اہم درجہ حرارت superconducting بنیادی اور مصر superconductor کی ایک بڑی تعداد بہت کم اتنی کم درجہ حرارت superconducting superconductivity حصول کے لئے ایپلی کیشنز مہنگا cryogenic کی مائعات پر انحصار کرنے کی ضرورت کا مطلب یہ ہے کہ ملا ماحول superconducting ایپلی کیشنز کی قیمت میں تیزی سے اضافہ کرنے کے لئے کی قیادت کی جس میں، یہاں تک کہیں زیادہ مواد خود کی قدر سے کم درجہ حرارت کو برقرار رکھنے کی لاگت بھی 'اعلی درجہ حرارت،' superconductors صرف مطلق صفر کی ایک نسبتا زیادہ درجہ حرارت میں موجود ہے: .. -140 ℃، کہنا ہم سے بچنے کے لئے کمرے کے درجہ حرارت پر superconducting جاتا ہے کہ اصلی مواد، حاصل کر سکتے ہیں تو مہنگی ٹھنڈک کے اخراجات کو مکمل طور پر متعلقہ آرٹ توانائی کی منتقلی، نقل و حمل اور طبی سکینرز کی حیثیت کو تبدیل کر سکتے ہیں.
سے Heike Has The Kammerlingh Onnes سے آج superconductivity دریافت 107 سال گزر چکے ہیں لوگ اب بھی کم دباؤ کی تلاش، اعلی درجہ حرارت پر مواد کی superconducting خصوصیات اور زندگی میں حاصل کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے، اس مقصد کو جسمانی دنیا کے سب سے اہم مشن ہے ایک
جب تک ایک مخصوص کرنے graphene کے گردش کی دو تہوں کے طور پر 'مگر مقصد مارچ 5 میں قریب اور ہم سے قریب ہو رہی ہے، "فطرت" کاغذ بھی ٹیکنالوجی کے میسا چوسٹس انسٹی ٹیوٹ اور ہارورڈ یونیورسٹی سے دو اہم جائزوں شائع خبر کے مطابق جادو زاویہ 'کا superimposed، وہ الیکٹران صفر مزاحمت میں منعقد کر سکتے ہیں. اس کا نتیجہ کمرے کے درجہ حرارت superconductors دہائیوں اہم قدم کو تلاش کرنے کے لئے امکان ہے.
متعلقہ مضامین شائع کرنے کے علاوہ، فطرت نے اس اہم پیش رفت پر ایک مضمون شائع کیا.
یاد رہے دونوں پرچوں کی پہلے مصنف ہیں 21 سال کی عمر میں کاو سابق MIT ڈاکٹریٹ کے طالب علموں ہیں کہ قابل ہے.
فگر شو کاو اصل، 1996 میں پیدا ہوئے، چینگدو کے اسے 2010 میں USTC یوتھ کلاس میں داخل کیا، اور 'کلاس Yanjici جسمانی اتکرجتا' منتخب، 2014 USTC انڈر گریجویٹ اعلی ترین اعزاز - Guo کی اسکالر شپ اب میساچوسٹس ہے ایم ائی ٹی کے ماہر طبیعیات پابلو Jarillo-Herrero کی tutelage کے تحت الیکٹریکل انجینئرنگ اور کمپیوٹر سائنس ڈاکٹریٹ کے طالب علموں کے انسٹی ٹیوٹ،
فگر شو پابلو Jarillo-Herrero کی، گاڑھا معاملہ بوتیکشاستری کی MIT ایسوسی ایٹ پروفیسر. کے ایوارڈز ہسپانوی رائل سوسائٹی نوجوان محقق ایوارڈ شامل ہیں (2007)، امریکی نیشنل سائنس فاؤنڈیشن ایوارڈ (2008)، الفریڈ سلون فیلوشپ (2009)، داؤد اور لسی پیکارڈ فیلوشپ (2009)، وغیرہ.
اخبار کے مطابق، graphene کے کاربن ایٹم پر superimposed کیا تہوں میں محققین اور اجازت دی پیٹرن ایک 1.1 ° کی آفسیٹ زاویہ، کے نتیجے میں مواد ایک superconducting خصوصیات ہیں کر سکتے ہیں. نظام اب بھی مطلق صفر سے اوپر 1.7 ڈگری پر ٹھنڈا کرنے کی ضرورت ہے، لیکن نتائج یہ conductive کی کے طور پر جانا جاتا ہے اعلی درجہ حرارت superconductors، طبیعیات پرجوش اجازت ہے جس طرح ہو سکتا ہے تجویز ہے کہ.
میڈرڈ معدنیات سائنس انسٹی ٹیوٹ بوتیکشاستری الینا Bascones لگتا ہے کہ، 'اس دریافت کی تصدیق کی ہے، تو یہ HTS سمجھنے کے لئے بہت اہم ہو سکتا ہے'. سٹینفورڈ بوتیکشاستری اور نوبل انعام یافتہ رابرٹ لافلن نے کہا کہ 'ہم کرنے کے شوقین ہیں کر سکتے ہیں آنے والے مہینوں میں، بلیو پرنٹ کا لاپتہ حصہ میں بھرنے کے لئے پاگل تجرباتی سرگرمیوں وہاں ہو جائے گا. '
اس تحقیق کی جھلکیوں میں سے ایک ہے، یہ آپ کو اس طرح superconducting طرف غیر روایتی superconducting تانبے آکسائڈ superconducting graphene کی میکانزم جان سکتے ہیں جس کا مطلب یہ ہے کہ. تاہم، ڈیٹی کے ساتھ ایک انٹرویو میں اصل کاو جون نے کہا کہ مستقبل قریب میں نہیں تانبے آکسائڈ کے مطالعہ میں براہ راست حصہ لینے کا ارادہ رکھتے ہیں.
'ہم سب جانتے ہیں، اس علاقے کے تقریبا 30 سال تک تعلیم حاصل کی جا چکی ہے اور جاری ہے، دنیا بھر میں تانبے آکسائڈ کے لیبارٹری کے مطالعہ کی ایک بڑی تعداد ہیں. ہمارا بنیادی تحقیق لیب دو جہتی مواد کی ایک دو جہتی مواد، تیاری اور خصوصیات ہے کیو نے ڈی ٹی جون سے کہا کہ کافی تکنیکی اور تجربہ پہلو پہلو ہیں، لیکن روایتی مواد کے مطالعہ میں کوئی تجربہ نہیں ہے.
اعداد و شمار 丨 تین متعلقہ مضامین
گرافینی کیوں ہے؟
عمومی طور پر superconductors کی دو قسمیں بنیادی طور پر موجود ہیں: روایتی superconductors، یعنی superconductivity کی مین سٹریم اصول کے ساتھ اس کی سرگرمیوں سے سمجھایا جا سکتا ہے؛ غیر روایتی superconductors مرکزی دھارے نظریہ طرف سے بیان نہیں کیا جا سکتا ہے.
اسی طرح cuprate superconductors سرگرمیوں - مؤخر الذکر کے MIT graphene کے superconducting رویے، اور دیگر غیر روایتی superconductors کا تازہ ترین تحقیقی ٹیم کے مطابق.
یہاں، ہم ڈگری مطلق صفر 133 کے اوپر اوپر تانبے آکسائڈ superconductors طرح پیچیدہ تانبے آکسائڈ مواد ذکر کرنے والی بجلی کو منظم کر سکتے ہیں، لیکن تانبے آکسائڈ اس کے بنیادی میکانزم ایک معمہ لافلن نے کہا رہتا superconductors: 'ہوتا ہے جس لوگوں چمتکار نہتارت superconducting تانبے آکسائڈ بہت آسان ہو گیا ہے، ہے، لیکن یہ مناسب طریقے سے سمجھ اور حساب کیا کرنا مشکل ہے. '
تاہم، غیر روایتی superconducting cuprate superconducting درجہ حرارت کی اس قسم اب یہ superconductivity حاصل کرنے کے لئے 140 ڈگری مائنس احساس ہو گیا superconductivity کے حصول کے لئے سب سے زیادہ امکان ہے، لیکن تانبے آکسائڈ superconducting نظام بہت پیچیدہ ہے، اور تجرباتی حالات کی ضرورت ہوتی ہے لیبر اور مادی وسائل کی ایک بہت خرچ کرتے ہیں، یہ کرنا مشکل مؤثر طریقے سے مزید تحقیق کی ہے.
انجیر شو graphene کے تہوں 1.1 ° کا ایک زاویہ پر بٹی ہوئی، نتیجے مواد superconducting خصوصیات رکھنے
اتفاق، graphene کے superconductivity کے موڑ زاویہ اسٹیک کے درمیان، کم از کم اب ماپا نتیجہ لئے لگ رہا ہے اور تانبے آکسائڈ superconducting رجحان پر ایک ہی ہے کہ دریافت کیا گیا تھا ہے. فیزیسسٹ پیچھے کہ کررہا دیا ہے طریقہ کار بھی یکساں ہونا چاہئے.
graphene کے ایک حیرت انگیز مادی رہا ہے، حیرت انگیز خصوصیات ہے: سٹیل سے زیادہ طاقتور ہونے کے ایک شیٹ کی طرح مواد سے توسیع کاربن ایٹم کے اس ہیکساگونل monolayer، یہ تانبے اور دیگر conductive سے بہتر ہے. کانٹیکٹ مواد بھی superconductivity دکھایا جب، لیکن اس رویے روایتی superconductivity کی طرف سے سمجھایا جا سکتا ہے.
اس کے علاوہ، اس مواد نسبتا آسان graphene کے، سائنسدانوں کا مطالعہ کیا ہے graphene کے طور پر نسبتا مکمل graphene تحقیق کے بہت بڑی مقدار میں پیدا کہ کس طرح مستحکم معیار graphene کے پر توجہ مرکوز کر رہا ہے. لہذا، graphene کے غیر روایتی کے استعمال مطالعہ کرنے کے لئے superconductivity، سائنسدانوں کو مؤثر طریقے سے کمرے کے درجہ حرارت superconductivity کی وصولی کی رفتار تیز کر سکتے ہیں.
اس سلسلے میں، مواد کی سائنس میں بوتیکشاستری الینا Bascones کی میڈرڈ انسٹیٹیوٹ زیادہ آسانی تانبے آکسائڈ آلات کے مقابلے پر graphene تحقیق، اس طرح graphene کے superconductivity انٹرنیٹ دریافت کرنے کے لئے مفید ہو جائے بتائی. مثلا، تانبے آکسائڈ superconductive دریافت کرنے کے لئے بنیادی وجہ، طبیعیات اکثر انتہائی مقناطیسی شعبوں کے لئے مواد کی ضرورت ہے. graphene کے استعمال کیا جاتا ہے، جبکہ جس کا مطلب ہے کے تجربات کی ایک بڑی تعداد باہر کیا جائے کہ اور ڈیٹا کی ایک بڑی رقم پر عملدرآمد کرنے، مختلف طرز عمل کو دریافت کرنے ان 'ایڈجسٹ'، یہ ممکن بوتیکشاستری ہے محض برقی میدان کو ایڈجسٹ کر کے ایک ہی نتیجہ حاصل کرنے کے لئے.
انجیر شو graphene کے ایک پرتوں دو جہتی کاربن ایٹم موٹی مواد، graphene کی دو تہوں ایک خاص زاویہ پر superposed پرتوں جب ہے، یہ ایک superconducting مواد کے طور پر استعمال کیا جا سکتا
'Superconducting جادو'
تجربے کے دوران، کیو یوآن اور ان کے سرپرست، پلولو جاریلو-ہیرورو، اور ان کی ٹیم نے سپرکولیڈکتا نہیں پایا، لیکن اس کے برعکس یہ پتہ چلتا ہے کہ گرافینی کا کفارہ کیسے زاویہ گرافین کی کارکردگی کو متاثر کرے گا.
نظریاتی طور پر، وہ صرف یہ اندازہ لگا سکتے ہیں کہ دو جہتی مواد تہوں کے درمیان ایک خاص زاویہ آفسیٹ مادہ پرت کو پار کرنے اور تفریحی طریقے سے بات چیت کرنے میں حوصلہ افزائی کرسکتا ہے، راستہ
تاہم، کیو یوآن کی ٹیم نے ڈبل پرتوں گرافین کے کچھ غیر متوقع رویے کو تیزی سے دریافت کیا.
گرافین گرافین
سب سے پہلے، جس کے اندر اندر ہے کہ بن گیا ہے موٹ وسنواہک (موٹ وسنواہک) کی طرف اشارہ کرتا graphene کے ذرہ کثافت اور انچارج لے جانے کی ساخت کے چالکتا کی پیمائش کے نتائج - یہ مواد اجزاء کے تمام کے درمیان خواص برقی conductive استعمال کرنے کے لئے ہے، اور ذرات تعامل ان کو بہاؤ سے روک دے گا.
اگلا، وہ superconductors بنانے، نظام میں اضافی چارج کیریئر کی ایک چھوٹی سی رقم شامل کرنے کے لئے ایک چھوٹا سا برقی میدان کا استعمال. ان نتائج حاصل کرنے کے بعد، ان کی ٹیم کی مالی اعانت کرنے کے لئے ایک فوری طور پر فنڈز بھی نہیں تھا. کاو سابق سرپرست Jarillo-Herrero کی، نے کہا کہ 'ہم شراکت داروں کے ساتھ مل کر ان کے نتائج اور پیمائش حاصل کرنے کے لئے مختلف آلات کا استعمال، یہ ہماری ٹیم میں سے بہت پر اعتماد ہے. '
اس کے بعد، superconducting اثر bilayer graphene کے؟ graphene کے اس کی غیر جانبدار چارج میں ایک لکیری بازی خصوصیت توانائی رکھنے کے حصول کے لئے کس طرح ہے. دو interlayer کے جمپ کے بعد سے graphene کے پرتدار، اتحاد، جب بیلٹ کی وجہ سے ہونے ایک اسٹاکنگ حکم (AA یا AB اسٹیک) کی ساخت میں تبدیلی میں ہائبرڈ کم بینڈ کے نتائج.
ایک نیا ہیکساگونل مویر پیٹرن جس میں AA اور AB اسٹیکنگ والے علاقوں کو تبدیل کرنے میں شامل ہوتا ہے، ظاہر ہوتا ہے اور اضافی موڑ زاویہ ہے تو اس کے علاوہ ایک نچلے موڈ کے طور پر کام کرتا ہے. مینی بریلؤن زون MBZ اور MBZ میں قریبی Dirac کے کنارے کے درمیان ہائبرائزیشن کا اثر 106 میٹر / ے کی رفتار سے غیر جانبدار نقطہ نظر پر فرمی رفتار پر ایک اثر ہے. عام قدر میں کمی آئی ہے. مختلف موڑ زاویہ مختلف یونٹ سیل کی ساخت کا تعین کرے گا، جو ہائبرڈ اثر کے درمیان ڈرایک شنک کا تعین کرتا ہے.
خاص زاویہ صفر یعنی 'جادو زاویہ' (جادو زاویہ)، جس میں سب سے پہلے زاویہ غیر جانبدار بینڈ کے قریب تقریبا 1.1 ° ہے موڑ زاویہ کے ارد گرد میں، پوری بینڈ کہاں ہے، فرمی رفتار ایک نقطہ پر گرتا ہے جب کے بارے میں 5-10 مسز کی توانائی بینڈوڈتھ کی مخصوص.
تجربات کہ ان کے بینڈ کے نتائج چپٹی لانے بڑے مؤثر بڑے پیمانے پر ہے، موصل ریاست کولمب توانائی اور کوانٹم کے کائنےٹک توانائی، اثر پر ایک آدھے بھرے، اور موصل ریاست میں کے بارے میں لایا درمیان جنگ کے نتیجے کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے جبکہ دکھائے موٹ وسنواہک رویے سے ملتے جلتے وردی خصوصیات نمائش. موڑ زاویہ پر منحصر ہے، اسی طرح موٹ وسنواہک ریاست کے حصول کے لئے مطلوبہ ڈوپنگ ارتکاز ہی نہیں ہیں.
جیسا کہ اوپر بیان، جس میں، غیر روایتی superconductors (جیسے، تانبے آکسائڈ) superconducting کے بہت قریب کی موجودگی سے اچھوتا ہے محققین مرحلے آریھ سازش رچی جب مواد کا برقیہ کثافت اور درجہ حرارت کے درمیان تعلق کی وضاحت کرنے، وہ مل گیا ایک تانبے آکسائڈ superconductor مرحلے آریھ اسی طرح کے نتائج. اس سلسلے میں، Jarillo-Herrero کی مزید ثبوت superconductivity bilayer graphene کے تانبے آکسائڈ کے طریقہ کار ایک ہی ہو سکتا ہے کہ فراہم کرنے کہا.
graphene کی الیکٹرانک ساخت کے شو آریھ
آخر میں، graphene کی کارکردگی ایک بہت ہی کم درجہ حرارت superconductivity میں موجود ہوں، لیکن کر سکتے ہیں، اگرچہ روایتی superconductors، ایک ہی درجہ حرارت میں superconductivity کی وصولی، graphene کے الیکٹران کثافت پیدائشیں صرف روایتی superconducting مواد کے برعکس ایک.
مزید یہ کہ روایتی superconductors مواد کو مستحکم superconductivity، conductive کی الیکٹرانوں کی جوڑی پر منحصر ہے چھوٹے graphene کے میں دستیاب الیکٹران کی تعداد، جس میں الیکٹرانوں طرح الیکٹرون کسی طرح سے جوڑا جا سکتا ہے کہ، تو پھر یہ طریقے کی طرف اشارہ کرتا ہے جبکہ حصول تعامل روایتی superconductors مقابلے میں زیادہ مضبوط ہونا چاہئے.
conductive کی شکوک و شبہات
تاہم اس تحقیق کے لئے احترام کے ساتھ، کچھ طبیعیات مختلف خیالات کا اظہار کیا ہے. ecole کی صنعتی کی ایڈوانسڈ اسٹڈیز اور کیمیائی کامران Behnia لئے بوتیکشاستری فزکس انسٹی ٹیوٹ نے کہا ہے کہ وہ ابھی تک نہیں ہے یقین وہ عین مطابق کر سکتے ہیں اصل کاو موٹ مشاہدہ اعلان وسنواہک ریاست، ٹیم کے نتائج کے باوجود کہ graphene کے ایک superconductor ہے دکھایا گیا ہے، اور ایک غیر روایتی superconductors ہونے کا امکان ہے ہیں.
اس کے علاوہ، طبیعیات اب بھی یقین کے ساتھ نہیں کہہ سکتا، تانبے آکسائڈ superconductors اور bilayer graphene کی superconducting طریقہ کار بالکل اسی پس گزشتہ دو میکانزم کا مطلب ہے کہ مطالعہ ہی نہیں ثابت کر دیا ہے تو میں کس طرح تجربہ ہے ہنستے؟
اس سوال کے لئے، اصل کاو ہمارے پاس جواب ہے: 'مضمون میں ہم superconducting ریاست میں bilayer graphene کی گھورنی منتقلی درجہ حرارت اور ذیلی کیریئر حراستی، گھورنی پایا bilayer superconducting graphene کے درمیان تعلقات کا موازنہ تانبے آکسائڈ superconductors اور دیگر بھاری fermions اس سے بڑا بھی غیر روایتی جوڑا بنانے کی طاقت، منتقلی لکیر BEC-BCS (اور حالیہ برسوں میں اسی لوہے کی بنیاد پر superconducting کی ایک بہت ہی گرم، شہوت انگیز حصہ) کے قریب تو بھی اگر superconductivity اور تانبے کے اس طریقہ کار مختلف آکسائڈ، کیوں اس طرح کے وجود کا مطالعہ کرے گا ایک مضبوط superconducting جوڑا بنانے نظریاتی طور پر اس طرح کے ایک بظاہر سادہ graphene کے نظام میں بہت دلچسپ اور منفرد ہے. '
سٹینفورڈ بوتیکشاستری اور نوبل انعام یافتہ رابرٹ لافلن کہ 'تمام رویے تانبے آکسائڈ superconductors میں جاری graphene کے superconductor میں پایا جاتا ہے کہ آیا غیر واضح ہے، لہذا نئے تجربات کرنے کی ضرورت کا خیال ہے ہر کسی کی منظوری حاصل. طبیعیات تانبے آکسائڈ superconducting کے راز کو غیر مقفل کرنے کی کوشش کر رہے، 30 سال کے لئے اندھیرے میں گھوم کر دیا گیا ہے، ہم میں سے بہت سے، یقین صرف چراغ پر تبدیل.
(NW، ہوانگ شان)
اصل عنوان: دو "فطرت" کاغذ کا چینی 21 سالہ MIT سائنسدانوں پھٹ: کمرے کے درجہ حرارت superconductivity ایک اہم پیش رفت کے حصول کے لئے توقع کی جاتی ہے، graphene کے جہاں 'جادو' ظاہر