Cuando se superponen dos pantallas de malla, aparecen hermosos diseños cuando se desplaza una pantalla. Estos "patrones muaré" han intrigado durante mucho tiempo a artistas, científicos y matemáticos y han encontrado aplicaciones en impresión, moda y billetes.
Ahora, un equipo dirigido por Rutgers ha allanado el camino para resolver uno de los misterios más perdurables en la física de materiales al descubrir que en presencia de un patrón de moiré en grafeno, los electrones se organizan en rayas, como soldados en formación.
Sus hallazgos, publicados en la revista Naturaleza , podría ayudar en la búsqueda de materiales cuánticos, como superconductores, que funcionarían a temperatura ambiente. Dichos materiales reducirían drásticamente el consumo de energía al hacer que la transmisión de energía y los dispositivos electrónicos sean más eficientes.
"Nuestros hallazgos proporcionan una pista esencial del misterio que conecta una forma de grafeno, llamada grafeno de doble capa retorcida, con superconductores que podrían funcionar a temperatura ambiente", dijo la autora principal Eva Y. Andrei, profesora de la Junta de Gobernadores del Departamento de Rutgers deFísica y Astronomía en la Escuela de Artes y Ciencias de la Universidad de Rutgers-New Brunswick.
El grafeno, una capa finamente atomizada del grafito utilizado en los lápices, es una malla hecha de átomos de carbono que parece un panal. Es un gran conductor de electricidad y mucho más fuerte que el acero.
El equipo dirigido por Rutgers estudió el grafeno bicapa retorcido, creado al superponer dos capas de grafeno y desalinearlas ligeramente. Esto crea un "ángulo de giro" que da como resultado un patrón de moiré que cambia rápidamente cuando cambia el ángulo de giro.
En 2010, el equipo de Andrei descubrió que, además de ser bonitos, los patrones de moiré formados con grafeno bicapa trenzado tienen un efecto dramático en las propiedades electrónicas del material. Esto se debe a que el patrón de moiré ralentiza los electrones que conducen la electricidad en el grafeno yse deslizan entre sí a grandes velocidades.
En un ángulo de giro de aproximadamente 1.1 grados, el llamado ángulo mágico, estos electrones se detienen casi por completo. Los electrones lentos comienzan a verse e interactúan con sus vecinos para moverse a paso cerrado.Como resultado, el material adquiere propiedades sorprendentes como la superconductividad o el magnetismo.
Utilizando una técnica inventada por el grupo de Andrei para estudiar el grafeno de doble capa retorcida, el equipo descubrió un estado en el que los electrones se organizan en bandas que son robustas y difíciles de romper.
"Nuestro equipo encontró una estrecha similitud entre esta característica y observaciones similares en superconductores de alta temperatura, proporcionando nueva evidencia del vínculo profundo que subyace a estos sistemas y abriendo el camino para desentrañar su misterio perdurable", dijo Andrei.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rutgers . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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