Covalent superconductor
کوولینٹ سپر کنڈکٹر سپر کنڈکٹنگ مواد ہوتے ہیں جہاں ایٹم کوولینٹ بانڈز کے ذریعے جڑے ہوتے ہیں۔ اس طرح کا پہلا مواد بوران ڈوپڈ مصنوعی ہیرا تھا جسے ہائی پریشر ہائی ٹمپریچر (ایچ پی ایچ ٹی) طریقہ کار کے ذریعے اگایا گیا تھا۔ اس دریافت کی کوئی عملی اہمیت نہیں تھی، لیکن زیادہ تر سائنسدانوں کو حیرت ہوئی کیونکہ ہیرے اور سلکان سمیت کوولینٹ سیمی کنڈکٹرز میں سپر کنڈکٹیویٹی کا مشاہدہ نہیں کیا گیا تھا۔ سائنس میں بہت سی دریافتوں کی ترجیح بہت زیادہ متنازعہ ہے (دیکھیں، مثال کے طور پر، نوبل انعام کے تنازعات)۔ ایک اور مثال، سومیو آئیجیما کے 1991 میں کاربن نینو ٹیوبز کو "دریافت" کرنے کے بعد، بہت سے سائنس دانوں نے نشاندہی کی ہے کہ کاربن نینو فائبر دراصل کئی دہائیاں پہلے دیکھے گئے تھے۔ کوولینٹ سیمی کنڈکٹرز میں سپر کنڈکٹیویٹی کے بارے میں بھی یہی کہا جا سکتا ہے۔ جرمنیم اور سلکان جرمینیئم میں سپر کنڈکٹیویٹی کی پیش گوئی نظریاتی طور پر 1960 کی دہائی کے اوائل میں کی گئی تھی۔ اس کے فورا بعد، جرمینیئم ٹیلورائڈ میں تجرباتی طور پر سپر کنڈکٹیویٹی کا پتہ چلا۔ 1976 میں، تانبے کے آئنوں کے ساتھ لگائے گئے جرمینیئم میں تجرباتی طور پر Tc = 3.5 K کے ساتھ سپر کنڈکٹیویٹی کا مشاہدہ کیا گیا۔ یہ تجرباتی طور پر ظاہر کیا گیا کہ سپر کنڈکٹیویٹی (جی ای میں) کے لیے امورفیزیشن ضروری تھی، اور سپر کنڈکٹیویٹی تانبے کو نہیں بلکہ جی ای کو ہی تفویض کی گئی تھی۔ ہیرے میں ڈائمنڈ سپر کنڈکٹیویٹی کو بوران کے ذریعے بھاری پی قسم کے ڈوپنگ کے ذریعے حاصل کیا گیا تھا کہ انفرادی ڈوپنگ ایٹموں نے تعامل کرنا شروع کر دیا اور ایک "نجاست بینڈ" تشکیل دیا۔ اہم درجہ حرارت Tc = 4 K اور اہم مقناطیسی میدان Bc = 4 T کے ساتھ سپر کنڈکٹیویٹی ٹائپ-II کی تھی۔ بعد میں، ہوموپیٹیکسیل CVD فلموں میں Tc ≈ 11 K حاصل کیا گیا ہے۔ ہیرے میں سپر کنڈکٹیویٹی کی ابتدا کے حوالے سے، تین متبادل نظریات تجویز کیے گئے تھے: روایتی بی سی ایس تھیوری جو فونون کی ثالثی والی جوڑی پر مبنی ہے، مربوط نجاست بینڈ تھیوری اور فرمی سطح کے آس پاس کمزور طور پر مقامی سوراخوں کی اسپن فلپ سے چلنے والی جوڑی۔ 12C، 13C، 10B یا 11B آاسوٹوپس سے افزودہ ہیروں پر تجربات نے ایک واضح Tc شفٹ کا انکشاف کیا، اور اس کی شدت بلک پولی کرسٹلائن ہیرے میں سپر کنڈکٹیویٹی کے BCS میکانزم کی تصدیق کرتی ہے۔ کاربن نینو ٹیوبز اگرچہ کاربن نینو ٹیوبز میں اندرونی سپر کنڈکٹیویٹی کی اطلاعات موصول ہوئی ہیں، لیکن بہت سے دوسرے تجربات میں سپر کنڈکٹیویٹی کا کوئی ثبوت نہیں ملا، اور ان نتائج کی صداقت بحث کا موضوع بنی ہوئی ہے۔ تاہم، نینو ٹیوبز اور ہیرے کے درمیان ایک اہم فرق کو نوٹ کریں: اگرچہ نینو ٹیوبز میں باہمی طور پر جڑے ہوئے کاربن ایٹم ہوتے ہیں، لیکن وہ خصوصیات میں ہیرے کے مقابلے میں گریفائٹ کے قریب ہوتے ہیں، اور بغیر ڈوپنگ کے دھاتی ہو سکتے ہیں۔ دریں اثنا، غیر استعمال شدہ ہیرا ایک موصلیت ہے۔ جب دھاتی ایٹموں کو گریفائٹ طیاروں کے درمیان داخل کیا جاتا ہے (آپس میں ملایا جاتا ہے)، تو مندرجہ ذیل منتقلی کے درجہ حرارت کے ساتھ کئی سپر کنڈکٹر بنائے جاتے ہیں: سلیکن یہ تجویز کیا گیا تھا کہ "سی اور جی، جو ہیرے کی ساخت میں بھی تشکیل پاتے ہیں، اسی طرح مناسب حالات میں سپر کنڈکٹیویٹی کا مظاہرہ کر سکتے ہیں"، اور درحقیقت، بھاری بوران ڈوپڈ سی (سی: بی) اور سی: بی میں سپر کنڈکٹیویٹی کی دریافتیں تیزی سے عمل میں آئی ہیں۔ ہیرے کی طرح، سی: بی ٹائپ-II سپر کنڈکٹر ہے، لیکن اس میں ٹی سی = 0.4 کے اور بی سی = 0.4 ٹی کی بہت چھوٹی اقدار ہیں۔ سی: بی میں سپر کنڈکٹیویٹی بھاری ڈوپنگ (8 پر. ٪ سے اوپر) کے ذریعے حاصل کی گئی تھی، جسے گیس وسرجن لیزر ڈوپنگ کی ایک خصوصی غیر توازن تکنیک کے ذریعے حاصل کیا گیا تھا۔ ایس آئی سی میں سلیکن کاربائڈ سپر کنڈکٹیویٹی بوران یا ایلومینیم کے ساتھ بھاری ڈوپنگ کے ذریعے حاصل کی گئی تھی۔ کیوبک (3C-SiC) اور ہیکساگونل (6H-SiC) دونوں مراحل سپر کنڈکٹنگ ہیں اور 1.5 K کا بہت ہی مماثل Tc دکھاتے ہیں۔ تاہم ایلومینیم اور بوران ڈوپنگ کے درمیان مقناطیسی میدان کے رویے کے لیے ایک اہم فرق مشاہدہ کیا گیا ہے: SiC: Al ٹائپ-II ہے، جیسا کہ Si: B ہے۔ اس کے برعکس، ایس آئی سی: بی ٹائپ-I ہے۔ اس فرق کی وضاحت کرنے کی کوشش میں، یہ نوٹ کیا گیا کہ ایس آئی سی میں سپر کنڈکٹیویٹی کے لیے ایس آئی سائٹس کاربن سائٹس سے زیادہ اہم ہیں۔ جبکہ بوران سی آئی سی میں کاربن کی جگہ لے لیتا ہے، اے ایل سی سائٹس کی جگہ لے لیتا ہے۔ لہذا، آل اور بی مختلف ماحول کو "دیکھتے ہیں" جو ایس آئی سی کی مختلف خصوصیات کی وضاحت کر سکتے ہیں: اے ایل اور ایس آئی سی: بی۔ ہائیڈروجن سلفایڈ 90 جی پی اے (گیگاپاسکل) سے اوپر کے دباؤ پر، ہائیڈروجن سلفایڈ بجلی کا دھاتی موصل بن جاتا ہے۔ جب کسی نازک درجہ حرارت سے نیچے ٹھنڈا کیا جاتا ہے تو اس کا ہائی پریشر مرحلہ سپر کنڈکٹیویٹی ظاہر کرتا ہے۔ اہم درجہ حرارت دباؤ کے ساتھ بڑھتا ہے، جو 100 جی پی اے پر 23 کے سے لے کر 200 جی پی اے پر 150 کے تک ہوتا ہے۔ اگر ہائیڈروجن سلفایڈ پر زیادہ درجہ حرارت پر دباؤ ڈالا جاتا ہے، تو ٹھنڈا کیا جاتا ہے، نازک درجہ حرارت 2015 تک سب سے زیادہ قبول شدہ سپر کنڈکٹنگ نازک درجہ حرارت تک پہنچ جاتا ہے۔ سلفر کے ایک چھوٹے حصے کو فاسفورس سے بدل کر اور اس سے بھی زیادہ دباؤ کا استعمال کرتے ہوئے، یہ پیش گوئی کی گئی ہے کہ اہم درجہ حرارت کو اوپر تک بڑھانا اور کمرے کے درجہ حرارت کی سپر کنڈکٹیویٹی حاصل کرنا ممکن ہو سکتا ہے۔ حوالہ جات بیرونی روابط ہیرے اور متعلقہ مواد میں سپر کنڈکٹیویٹی پر بین الاقوامی ورکشاپ 2005 ہیرے اور متعلقہ مواد میں سپر کنڈکٹیویٹی پر بین الاقوامی ورکشاپ 2008 نیو ڈائمنڈ اینڈ فرنٹیئر کاربن ٹیکنالوجی جلد 17، نمبر 1 سی وی ڈی ہیرے میں سپر کنڈکٹیویٹی پر خصوصی شمارہ سپر کنڈکٹیویٹی سپر کنڈکٹر پر کچھ مقالے