Studiuesit avancojnë superpërcjellshmërinë me temperaturë të lartë në materialet e karbonit
Në një studim të botuar në Advanced Science , studiuesit e udhëhequr nga Prof. Zhong Guohua nga Instituti Shenzhen i Teknologjisë së Avancuar (SIAT) të Akademisë Kineze të Shkencave (CAS) kanë bërë një parashikim në lidhje me superpërçueshmërinë mbi 100 K brenda rrjeteve të kafazit të karbonit.
Duke përdorur llogaritjet e parimeve të para, ata krijuan karbide me karakteristikat strukturore të rrjeteve të kafazit të karbonit, duke arritur bashkim të fuqishëm elektron-fonon dhe duke tejkaluar temperaturat e tranzicionit superpërçues të karbiteve konvencionale si diamanti, grafeni, nanotubat e karbonit dhe fullereni.
Kohët e fundit, ka pasur një rritje të interesit për superpërcjellshmërinë brenda komponimeve elementare të lehta, veçanërisht në kontekstin e superpërçueshmërisë në temperaturë të lartë në presion të ambientit . Materialet e karbonit, si përbërje elementare të lehta përfaqësuese, konsiderohen gurthemeli i materialeve të ardhshme.
Megjithëse superpërcjellshmëria është zbuluar në disa materiale me bazë karboni, duke përfshirë diamantin, grafinin, nanotubat e karbonit dhe fullerenin, temperaturat e tranzicionit superpërcjellës (T c ) mbeten nën pikën kritike prej 77 K, pika e vlimit të azotit të lëngshëm.
Për të eksploruar zhvillimin e superpërçuesve të materialit të karbonit me T c të ngritur , studiuesit shpikën dy struktura të reja karboni që paraqesin rrjete të ngjashme me kafazin. Ata hetuan me përpikëri superpërcjellshmërinë e tyre duke futur substanca metalike. Këto njësi kafaze, C 24 dhe C 32 , janë të ndërlidhura përmes sipërfaqeve të përbashkëta për të krijuar struktura kristalore.
Llogaritjet e performancës së lartë kanë parashikuar që këto struktura rrjeti të ngjashme me kafazin mund të shfaqin superpërçueshmëri të temperaturës së lartë nën presionin e ambientit kur dopohen me metale. Veçanërisht, kristalet e rrjetit të kafazit C 24 të dopuar me metale Na, Mg, Al, In dhe Tl demonstruan superpërçueshmëri me temperaturë të lartë që kalon 100 K. Kjo jo vetëm që tejkaloi Tc të materialeve të zakonshme të karbonit si diamanti, grafeni, nanotubat e karbonit dhe fullerene por edhe e tejkaloi shumë pikën e vlimit të azotit të lëngët.
Për më tepër, studiuesit zbuluan se bashkimi i strukturave të kafazit luan një rol kryesor, duke rezultuar në ndërveprime më të forta elektron-fonon krahasuar me materialet e tjera të karbonit dhe duke çuar në Tc më të lartë . Ata zbuluan se superpërçueshmëria e karbiteve me rrjetet e kafazit varet shumë nga elektronegativiteti dhe përqendrimi i dopingut të metaleve të futura. Elektronegativiteti më i dobët dhe përqendrimi më i lartë i dopingut priren të japin vlera më të larta të Tc .
“Gjetjet tona ofrojnë një mënyrë premtuese për zhvillimin e superpërcjellësve me Tc të lartë . Ne parashikojmë që kjo punë të frymëzojë hetime eksperimentale dhe teorike për superpërçuesit me temperaturë të lartë të bazuar në karbide,” tha Prof. Zhong.