Una simple hoja de grafeno tiene propiedades notables debido a un fenómeno cuántico en su estructura electrónica llamado conos de Dirac. El sistema se vuelve aún más interesante si consta de dos láminas de grafeno superpuestas, y uno está muy ligeramente girado en su propio plano de modo que los agujeros en las dos celosías de carbono ya no coinciden por completo. Para ángulos de giro específicos, el sistema de grafeno bicapa muestra propiedades exóticas como la superconductividad.

Un nuevo estudio realizado por la física brasileña Aline Ramires con José Lado, un investigador nacido en España en el Instituto Federal Suizo de Tecnología (ETH Zurich), muestra que la aplicación de un campo eléctrico a un sistema de este tipo produce un efecto idéntico al de un campo magnético extremadamente intenso aplicado a dos láminas de grafeno alineadas.

Recientemente se ha publicado un artículo sobre el estudio en Cartas de revisión física . También está disponible en la plataforma de prepublicación arXiv.

"Realicé el análisis, y fue verificado computacionalmente por Lado, ", Dijo Ramires." Permite que las propiedades electrónicas del grafeno sean controladas por medio de campos eléctricos, generando campos magnéticos artificiales pero efectivos con magnitudes mucho mayores que las de los campos magnéticos reales que se pueden aplicar ".

Las dos hojas de grafeno deben estar lo suficientemente juntas como para que los orbitales electrónicos de una interactúen con los orbitales electrónicos de la otra. Ella explicó. Esto significa una separación tan cercana como aproximadamente un angstrom (10-10 metros o 0,1 nanómetros), que es la distancia entre dos átomos de carbono en el grafeno.

Otro requisito es un pequeño ángulo de torsión para cada hoja en comparación con la otra, menos de un grado. Aunque completamente teórico, el estudio tiene un claro potencial tecnológico, ya que muestra que un material versátil como el grafeno puede manipularse en regímenes hasta ahora inexplorados.

“Los campos magnéticos artificiales propuestos anteriormente se basaban en la aplicación de fuerzas para deformar el material. Nuestra propuesta permite controlar la generación de estos campos con mucha mayor precisión. Esto podría tener aplicaciones prácticas, "Dijo Ramires.

Los estados exóticos de la materia inducidos por campos magnéticos artificiales están asociados con la aparición de "pseudo-niveles de Landau" en las láminas de grafeno. Niveles de Landau:el nombre del físico y matemático soviético Lev Landau (1908-1968), Premio Nobel de Física en 1962:son un fenómeno cuántico mediante el cual, en presencia de un campo magnético, Las partículas cargadas eléctricamente solo pueden ocupar órbitas con valores de energía discretos. El número de electrones en cada nivel de Landau es directamente proporcional a la magnitud del campo magnético aplicado.

"Estos estados están bien ubicados en el espacio; cuando las partículas interactúan en estos niveles, las interacciones son mucho más intensas de lo habitual. La formación de pseudo-niveles de Landau explica por qué los campos magnéticos artificiales hacen que en el material aparezcan propiedades exóticas como la superconductividad o los líquidos de espín. "Dijo Ramires.