Físicos de Stanford han observado una forma de magnetismo, predicha pero nunca vista, que se genera cuando dos celosías de grafeno en forma de panal se apilan y giran cuidadosamente en un ángulo especial.

Los autores sugieren que el magnetismo, llamado ferromagnetismo orbital, podría ser útil para ciertas aplicaciones, como la computación cuántica. El grupo describe su hallazgo en la edición del 25 de julio de la revista Science.

«No apuntábamos al magnetismo. Descubrimos lo que puede ser lo más emocionante en mi carrera hasta la fecha a través de una exploración parcial y accidental», dijo en un comunicado el líder del estudio, David Goldhaber-Gordon, profesor de física en la Escuela de Humanidades y Ciencias de Stanford. «Nuestro descubrimiento muestra que las cosas más interesantes a veces resultan ser sorpresas».

Los investigadores de Stanford inadvertidamente hicieron su descubrimiento mientras intentaban reproducir un hallazgo que estaba enviando ondas de choque a través de la comunidad física. A principios de 2018, el grupo de Pablo Jarillo-Herrero en el MIT anunció que habían logrado que una pila de dos láminas de átomos de carbono sutilmente desalineadas (grafeno de dos capas retorcidas) condujera electricidad sin resistencia, una propiedad conocida como superconductividad.

El descubrimiento fue una sorprendente confirmación de una predicción de casi una década de que las láminas de grafeno giradas en un ángulo muy particular deberían mostrar fenómenos interesantes.

Cuando se apilan y se retuercen, el grafeno forma una supercelosía con un patrón repetitivo de interferencia o moiré. «Es como cuando tocas dos tonos musicales que son frecuencias ligeramente diferentes», dijo Goldhaber-Gordon. «Obtendrás un ritmo entre los dos que está relacionado con la diferencia entre sus frecuencias. Eso es similar a lo que obtienes si apilas dos celosías una encima de la otra y las giras para que no estén perfectamente alineadas».

Los físicos teorizaron que la supercelosía particular se formó cuando el grafeno girado a 1,1 grados causa que los estados de energía normalmente variados de los electrones en el material colapsen, creando lo que ellos llaman una banda plana donde la velocidad a la que los electrones se mueven cae a casi cero. De esta manera, los movimientos de un electrón se vuelven altamente dependientes de los de otros en su vecindad. Estas interacciones se encuentran en el corazón de muchos estados cuánticos exóticos de la materia.

Fuente: EP