Ученые МТИ и Гарварда сообщили в Nature о возможности превращения графена в изолятор или наоборот, в сверхпроводник, — когда электроны могут проходить через материал без сопротивления.

Выяснилось, что при наложении друг на друга двух листов графена с поворотом на предсказанный исследователями «волшебный» угол 1,1°, они ведут себя подобно изоляторам Мотта — оксидам переходных металлов, которые согласно зонной теории должны проявлять свойства проводников, но ввиду межэлектронных взаимодействий, не учитываемых теорией, являются изоляторами.

Продолжив экспериментировать, ученые приложили небольшое электрическое напряжение к изготовленной ими графеновой сверхрешетке, и когда число электронов в ней увеличилось до определенного уровня, они начали протекать по графену без сопротивления.

Аналогичным образом ведут себя и изоляторы Мотта, но чтобы превратить их в сверхпроводники, нужно легировать материал кислородом, пока не произойдет переход. Как именно протекает этот процесс, ученые безуспешно пытаются понять уже около 30 лет. Теперь, благодаря воспроизведению тех же свойств более легким способом, изучать загадку будет проще.

Кроме того, по словам исследователей, теперь вероятна разработка графенового транзистора, который можно было бы переключать между сверхпроводимостью и изоляцией, что открывает новые возможности с точки зрения создания квантовых устройств.