Covalent superconductor
ಕೋವೆಲೆಂಟ್ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳು ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿದ್ದು, ಅಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣುಗಳು ಕೋವೆಲೆಂಟ್ ಬಂಧಗಳಿಂದ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿವೆ. ಅಂತಹ ಮೊದಲ ವಸ್ತುವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದ ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನ (ಎಚ್. ಪಿ. ಎಚ್. ಟಿ) ವಿಧಾನದಿಂದ ಬೆಳೆದ ಬೋರಾನ್-ಡೋಪ್ಡ್ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ವಜ್ರವಾಗಿದೆ. ಈ ಆವಿಷ್ಕಾರಕ್ಕೆ ಯಾವುದೇ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆ ಇರಲಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ವಜ್ರ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಸೇರಿದಂತೆ ಕೋವೆಲೆಂಟ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿ ಕಂಡುಬಂದಿಲ್ಲವಾದ್ದರಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಆಶ್ಚರ್ಯವಾಯಿತು. ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿನ ಅನೇಕ ಆವಿಷ್ಕಾರಗಳ ಆದ್ಯತೆಯು ತೀವ್ರವಾಗಿ ವಿವಾದಾಸ್ಪದವಾಗಿದೆ (ನೋಡಿ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿ ವಿವಾದಗಳು). ಮತ್ತೊಂದು ಉದಾಹರಣೆಯೆಂದರೆ, ಸುಮಿಯೋ ಐಜಿಮಾ 1991ರಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್ಗಳನ್ನು "ಕಂಡುಹಿಡಿದ" ನಂತರ, ಅನೇಕ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಫೈಬರ್ಗಳನ್ನು ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ದಶಕಗಳ ಹಿಂದೆಯೇ ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಕೋವೆಲೆಂಟ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳಲ್ಲಿನ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯ ಬಗ್ಗೆಯೂ ಇದನ್ನೇ ಹೇಳಬಹುದು. ಜೆರ್ಮೇನಿಯಂ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್-ಜೆರ್ಮೇನಿಯಂನಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯನ್ನು 1960ರ ದಶಕದಲ್ಲಿಯೇ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ ಊಹಿಸಲಾಗಿತ್ತು. ಸ್ವಲ್ಪ ಸಮಯದ ನಂತರ, ಜೆರ್ಮೇನಿಯಂ ಟೆಲ್ಲುರೈಡ್ನಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯನ್ನು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು. 1976ರಲ್ಲಿ, ತಾಮ್ರದ ಅಯಾನುಗಳೊಂದಿಗೆ ಅಳವಡಿಸಲಾದ ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ನಲ್ಲಿ Tc = 3.5 Kಯೊಂದಿಗಿನ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯನ್ನು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಗಮನಿಸಲಾಯಿತು; ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಗೆ (ಜಿಇಯಲ್ಲಿ) ಅಮೋರ್ಫಿಜೇಷನ್ ಅತ್ಯಗತ್ಯ ಎಂದು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ತೋರಿಸಲಾಯಿತು, ಮತ್ತು ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯನ್ನು ತಾಮ್ರಕ್ಕೆ ಅಲ್ಲ, ಜಿಇಗೆ ನಿಯೋಜಿಸಲಾಯಿತು. ವಜ್ರದಲ್ಲಿನ ಡೈಮಂಡ್ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯನ್ನು ಬೋರಾನ್ನಿಂದ ಭಾರೀ ಪಿ-ಟೈಪ್ ಡೋಪಿಂಗ್ ಮೂಲಕ ಸಾಧಿಸಲಾಯಿತು, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಡೋಪಿಂಗ್ ಪರಮಾಣುಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಸಂವಹನ ನಡೆಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದವು ಮತ್ತು "ಅಶುದ್ಧ ಬ್ಯಾಂಡ್" ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಿದವು. ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯು ನಿರ್ಣಾಯಕ ತಾಪಮಾನ Tc = 4 K ಮತ್ತು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ Bc = 4 T ಯೊಂದಿಗೆ ಟೈಪ್-II ಆಗಿತ್ತು. ನಂತರ, ಹೋಮೋಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ CVD ಫಿಲ್ಮ್ಗಳಲ್ಲಿ Tc ≈ 11 K ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗಿದೆ. ವಜ್ರದಲ್ಲಿನ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯ ಮೂಲಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ, ಮೂರು ಪರ್ಯಾಯ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸಲಾಯಿತುಃ ಫೋನಾನ್-ಮಧ್ಯಸ್ಥಿಕೆಯ ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಬಿ. ಸಿ. ಎಸ್ ಸಿದ್ಧಾಂತ, ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧಿತ ಅಶುದ್ಧತೆ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಮತ್ತು ಫೆರ್ಮಿ ಮಟ್ಟದ ಸಮೀಪದಲ್ಲಿ ದುರ್ಬಲವಾಗಿ ನೆಲೆಗೊಂಡಿರುವ ರಂಧ್ರಗಳ ಸ್ಪಿನ್-ಫ್ಲಿಪ್-ಚಾಲಿತ ಜೋಡಣೆ. 12ಸಿ, 13ಸಿ, 10ಬಿ ಅಥವಾ 11ಬಿ ಐಸೋಟೋಪ್ಗಳಿಂದ ಸಮೃದ್ಧಗೊಂಡ ವಜ್ರಗಳ ಮೇಲಿನ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಸ್ಪಷ್ಟವಾದ ಟಿಸಿ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿದವು ಮತ್ತು ಅದರ ಪ್ರಮಾಣವು ಬೃಹತ್ ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲೈನ್ ವಜ್ರದಲ್ಲಿನ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯ ಬಿಸಿಎಸ್ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್ಗಳಲ್ಲಿ ಆಂತರಿಕ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯ ವರದಿಗಳಿದ್ದರೂ, ಇತರ ಅನೇಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯ ಬಗ್ಗೆ ಯಾವುದೇ ಪುರಾವೆಗಳು ಕಂಡುಬಂದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳ ಸಿಂಧುತ್ವವು ಚರ್ಚೆಯ ವಿಷಯವಾಗಿ ಉಳಿದಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್ಗಳು ಮತ್ತು ವಜ್ರದ ನಡುವಿನ ನಿರ್ಣಾಯಕ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಗಮನಿಸಿಃ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್ಗಳು ಕೋವೆಲೆಂಟ್ ಬಾಂಡೆಡ್ ಕಾರ್ಬನ್ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೂ, ಅವು ವಜ್ರಕ್ಕಿಂತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ಗೆ ಹತ್ತಿರವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಡೋಪಿಂಗ್ ಇಲ್ಲದೆ ಲೋಹವಾಗಿರಬಹುದು. ಏತನ್ಮಧ್ಯೆ, ಬಳಕೆಯಾಗದ ವಜ್ರವು ನಿರೋಧಕವಾಗಿದೆ. ಇಂಟರ್ಕ್ಯಾಲೇಟೆಡ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಲೋಹದ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಸಮತಲಗಳ ನಡುವೆ ಸೇರಿಸಿದಾಗ (ಇಂಟರ್ಕ್ಯಾಲೇಟೆಡ್), ಈ ಕೆಳಗಿನ ಪರಿವರ್ತನಾ ತಾಪಮಾನಗಳೊಂದಿಗೆ ಹಲವಾರು ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆಃ ಸಿಲಿಕಾನ್ "ವಜ್ರದ ರಚನೆಯಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವ ಸಿ ಮತ್ತು ಜಿಇ, ಸೂಕ್ತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಬಹುದು" ಎಂದು ಸೂಚಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಭಾರೀ ಬೋರಾನ್ ಡೋಪ್ ಮಾಡಲಾದ ಸಿ (ಸಿಃ ಬಿ) ಮತ್ತು ಸಿಃ ಬಿ ಯಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯ ಆವಿಷ್ಕಾರಗಳು ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಅನುಸರಿಸಿವೆ. ವಜ್ರದಂತೆಯೇ, ಸಿಃ ಬಿ ಎಂಬುದು ಟೈಪ್-II ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ ಆಗಿದೆ, ಆದರೆ ಇದು ಟಿಸಿ = 0.4 ಕೆ ಮತ್ತು ಬಿಸಿ = 0.4 ಟಿ ನ ಚಿಕ್ಕ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಸಿಃ ಬಿ ಯಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯನ್ನು ಭಾರೀ ಡೋಪಿಂಗ್ (8 ಪ್ರತಿಶತಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು) ಮೂಲಕ ಸಾಧಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದನ್ನು ಅನಿಲ ಇಮ್ಮರ್ಶನ್ ಲೇಸರ್ ಡೋಪಿಂಗ್ನ ವಿಶೇಷ ಸಮತೋಲನವಲ್ಲದ ತಂತ್ರದ ಮೂಲಕ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ. ಬೋರಾನ್ ಅಥವಾ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನೊಂದಿಗೆ ಭಾರೀ ಡೋಪಿಂಗ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಸಿಐಸಿಯಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕ್ಯೂಬಿಕ್ (3C-SiC) ಮತ್ತು ಷಟ್ಕೋಣ (6H-SiC) ಎರಡೂ ಹಂತಗಳು ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಆಗಿವೆ ಮತ್ತು 1.5 K ನ ಹೋಲುವ Tc ಅನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮತ್ತು ಬೋರಾನ್ ಡೋಪಿಂಗ್ ನಡುವಿನ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ನಡವಳಿಕೆಗೆ ನಿರ್ಣಾಯಕ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆಃ SiC: Al ಎಂಬುದು ಟೈಪ್-II ಆಗಿದೆ, ಇದು Si: B ಯಂತೆಯೇ ಇರುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ಸಿ. ಐ. ಸಿ.: ಬಿ ಎಂಬುದು ಟೈಪ್-ಐ ಆಗಿದೆ. ಈ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ವಿವರಿಸುವ ಪ್ರಯತ್ನದಲ್ಲಿ, ಸಿಐಸಿಯಲ್ಲಿನ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಗಾಗಿ ಕಾರ್ಬನ್ ಸೈಟ್ಗಳಿಗಿಂತ ಸಿ ಸೈಟ್ಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಮುಖ್ಯವಾಗಿವೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸಲಾಯಿತು. ಬೋರಾನ್ ಸಿಐಸಿಯಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲವನ್ನು ಬದಲಿಸಿದರೆ, ಅಲ್ ಸಿ ಸೈಟ್ಗಳನ್ನು ಬದಲಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಆಲ್ ಮತ್ತು ಬಿ ಸಿಐಸಿಯ ವಿಭಿನ್ನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸಬಹುದಾದ ವಿಭಿನ್ನ ಪರಿಸರವನ್ನು "ನೋಡುತ್ತಾರೆ": ಅಲ್ ಮತ್ತು ಸಿಐಸಿಃ ಬಿ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸಲ್ಫೈಡ್ 90 ಜಿಪಿಎ (ಗಿಗಾಪಾಸ್ಕಲ್) ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸಲ್ಫೈಡ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಲೋಹದ ವಾಹಕವಾಗುತ್ತದೆ. ನಿರ್ಣಾಯಕ ತಾಪಮಾನಕ್ಕಿಂತ ಕೆಳಗೆ ತಂಪಾಗಿಸಿದಾಗ ಅದರ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದ ಹಂತವು ಅತಿವಾಹಕತ್ವವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ. ನಿರ್ಣಾಯಕ ತಾಪಮಾನವು ಒತ್ತಡದೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು 100 ಜಿಪಿಎಯಲ್ಲಿ 23 ಕೆ ಯಿಂದ 200 ಜಿಪಿಎಯಲ್ಲಿ 150 ಕೆ ವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸಲ್ಫೈಡ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಒತ್ತಡಗೊಳಿಸಿದರೆ, ನಂತರ ತಂಪಾಗಿಸಿ, ನಿರ್ಣಾಯಕ ತಾಪಮಾನವು ತಲುಪುತ್ತದೆ, ಇದು 2015 ರಂತೆ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ವೀಕಾರಾರ್ಹ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ನಿರ್ಣಾಯಕ ತಾಪಮಾನವಾಗಿದೆ. ಗಂಧಕದ ಒಂದು ಸಣ್ಣ ಭಾಗವನ್ನು ರಂಜಕದೊಂದಿಗೆ ಬದಲಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಬಳಸುವ ಮೂಲಕ, ನಿರ್ಣಾಯಕ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಮೇಲಕ್ಕೆ ಏರಿಸಲು ಮತ್ತು ಕೊಠಡಿ-ತಾಪಮಾನದ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿದೆ ಎಂದು ಊಹಿಸಲಾಗಿದೆ. ಉಲ್ಲೇಖಗಳನ್ನೂ ನೋಡಿ ಬಾಹ್ಯ ಕೊಂಡಿಗಳು ವಜ್ರ ಮತ್ತು ಸಂಬಂಧಿತ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿ ಕುರಿತ ಅಂತಾರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಕಾರ್ಯಾಗಾರ 2005 ವಜ್ರ ಮತ್ತು ಸಂಬಂಧಿತ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿ ಕುರಿತ ಅಂತಾರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಕಾರ್ಯಾಗಾರ 2008 ಹೊಸ ವಜ್ರ ಮತ್ತು ಫ್ರಾಂಟಿಯರ್ ಕಾರ್ಬನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಸಂಪುಟ 17, ಸಂಖ್ಯೆ 1 ಸಿ. ವಿ. ಡಿ ವಜ್ರದಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿ ಕುರಿತ ವಿಶೇಷ ಸಂಚಿಕೆ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಡೈಮಂಡ್ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳ ಕುರಿತು ಕೆಲವು ಪ್ರಬಂಧಗಳು