Команда Ратгерского университета (штат Нью-Джерси), вместе с коллегами из японского Национального института материаловедения, обнаружила, что в бислойном графене при определённых условиях свободные электроны могут самоорганизовываться в полосы, напоминающие аналогичные структуры в высокотемпературных сверхпроводниках.

Их результаты были опубликованы в журнале Nature и могут оказаться полезными в поисках сверхпроводников, способных работать при комнатной температуре. Использование подобных квантовых материалов могло бы привести к значительному снижению расхода энергии и сделать электронные устройства гораздо более эффективными.

Так называемый повёрнутый бислойный графен (twisted bilayer graphene), бывший объектом исследования в Ратгерского университете, получают путем наложения двух обычных решёток графена с незначительным разворотом. Рассогласование между двумя гексагональными структурами и приводит к образованию муарового рисунка, изменяющегося с увеличением угла разворота.

В 2010 г., те же авторы установили, что муаровый рисунок в бислойном графене замедляет электроны, проводящие в этом материале электричество. Угол, равный 1,1° они назвали магическим: при нём электроны замедляются почти до полной остановки. Такие «вялые» электроны начинают взаимодействовать друг с другом и двигаются всё вместе. В результате материал приобретает необычные свойства, такие как сверхпроводимость или магнетизм.

С помощью метода, специально разработанного ратгерской группой под руководством профессора Евы Андрей (Eva Y. Andrei) для изучения повёрнутого бислойного графена, было найдено состояние, в котором электроны образовывали устойчивые, трудноразрушаемые полосы.

«Наша команда выявила близкое сходство между этим эффектом и теми, что наблюдались в высокотемпературных сверхпроводниках, предоставив новые доказательства глубинной связи этих систем, и открыв путь к выяснению их давней загадки», — сказала Андрей.