Graphene được tạo thành từ các tấm carbon chỉ dày một nguyên tử. Điều đó làm cho chúng có chức năng hai chiều, vì các electron di chuyển qua chúng chỉ có thể di chuyển tiến / lùi và cạnh nhau, không phải trên và dưới nhau. Điều đó cho phép graphene dẫn điện cực kỳ tốt.

Khi các lớp graphene được xếp chồng lên nhau, tính chất điện của chúng thay đổi. Và vào năm 2018, một nhóm MIT đã phát hiện ra một điều khó tin xảy ra khi hai trong số các lớp này được xếp chồng lên nhau một chút. Bằng cách xoắn lớp trên cùng thành một góc 1.1 độ, cấu trúc hai lớp có thể đột ngột thay đổi giữa cách điện và siêu dẫn.

Trong hai nghiên cứu mới, cùng một nhóm nghiên cứu hiện đã kiểm tra các cấu trúc graphene hai lớp xoắn này gần hơn nữa. Đầu tiên, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm hiệu ứng của các góc khác nhau, sử dụng kỹ thuật quét đủ chính xác để đo chênh lệch góc xuống 0,002 độ.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng các đặc tính cách điện và siêu dẫn kỳ lạ rõ rệt hơn khi phạm vi các góc bị kẹt gần 1,1 độ. Những hiệu ứng này dường như suy yếu trong các ngăn xếp có phạm vi góc rộng hơn.

Trong nghiên cứu thứ hai, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm với nhiều lớp hơn. Khi họ xếp chồng bốn lớp graphene và xoắn chúng, cấu trúc này trở thành một chất cách điện, giống như phiên bản hai lớp. Nhưng lần này, nhóm nghiên cứu đã có thể sử dụng một điện trường để tinh chỉnh khả năng cách điện, điều mà trước đây chưa thể làm được.

Theo nhóm nghiên cứu, cấu trúc graphene xoắn mang tiềm năng tạo ra các thiết bị điện tử ưu việt.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature.