Físicos da Universidade da Califórnia, Berkeley, observaram um novo estado de Mott em bicamadas torcidas de grafeno no “ângulo mágico”, onde emergem a supercondutividade e outros fenômenos exóticos. A descoberta, publicada na revista Nature, lança uma nova luz sobre a física dos elétrons correlacionados em materiais bidimensionais e pode ter implicações para o desenvolvimento de futuras tecnologias quânticas.

Nas bicamadas de grafeno torcidas, duas camadas de grafeno são empilhadas em um ligeiro ângulo de torção. Esta reviravolta quebra a simetria cristalina original do grafeno e dá origem a uma variedade de novas propriedades físicas, incluindo supercondutividade e magnetismo.

O estado de Mott é uma fase da matéria que ocorre em materiais com fortes correlações eletrônicas. Num isolador de Mott, os elétrons estão tão fortemente correlacionados que não podem se mover livremente e o material se comporta como um isolante. A transição de Mott ocorre quando um material sofre uma mudança de fase de um estado metálico para um estado isolante de Mott à medida que as correlações eletrônicas aumentam.

Os pesquisadores de Berkeley observaram um novo tipo de estado de Mott em bicamadas de grafeno torcidas no ângulo mágico. O estado de Mott neste sistema é caracterizado por um padrão peculiar de ordenação de carga, onde os elétrons estão dispostos em um padrão regular de regiões alternadas carregadas e neutras.

Este novo estado de Mott é distinto dos estados de Mott que foram observados em outros materiais e é uma consequência das propriedades eletrônicas únicas das bicamadas de grafeno torcidas. A descoberta fornece uma nova janela para a física dos elétrons correlacionados em materiais bidimensionais e pode ter implicações para o desenvolvimento de futuras tecnologias quânticas, como supercondutores de alta temperatura e computadores quânticos.