p Uma equipe de pesquisadores do Graphene Flagship liderada pela Universidade de Manchester relatou na revista Ciência mostrando o primeiro novo tipo de oscilação quântica a ser relatado em trinta anos. Isso ocorre pela aplicação de um campo magnético e é o primeiro do tipo a estar presente em altas temperaturas e em mesoescala. Esta pesquisa também lança luz sobre o fenômeno da borboleta Hofstadter. p A teoria quântica é o estudo da física no nível atômico e subatômico. Ele quantiza a energia e o momento e mostra como os objetos são caracterizados como partículas e ondas. As oscilações quânticas podem ser usadas para mapear as propriedades de novos materiais na presença de um campo magnético. Este artigo mostra como é possível ajustar o campo magnético aplicado a uma heteroestrutura composta de grafeno e nitreto de boro para criar uma série de diferentes materiais eletrônicos.

p A superrede, criado em grafeno por sua colocação exata em relação a uma camada de nitreto de boro periodicamente organizada, interage com o campo magnético de tal forma que é possível sintonizar sua oscilação para fabricar bandas e lacunas em sua estrutura eletrônica - o que significa que o campo magnético pode ser usado para sintonizar os materiais a serem metálicos, semicondutor ou condutor.

p Andre Geim, um membro líder da equipe e ganhador do Prêmio Nobel de 2010, diz "Os efeitos quânticos oscilatórios sempre apresentam marcos em nossa compreensão das propriedades dos materiais. Eles são extremamente raros. Já se passaram mais de 30 anos desde que um novo tipo de oscilação quântica foi relatado." Ele acrescentou "Nossas oscilações se destacam por sua extrema robustez, acontecendo em condições ambientais em campos magnéticos facilmente acessíveis. "

p Este trabalho também lança mais luz sobre a borboleta de Hofstadter, um padrão fractal que descreve o comportamento dos elétrons em um campo magnético, medido experimentalmente pela primeira vez em 2013 usando uma heteroestrutura de grafeno e nitreto de boro. No trabalho teórico original em que a borboleta de Hofstadter é baseada, os elétrons modelados para criar o padrão fractal foram tratados como elétrons de Bloch (elétrons que não interagem entre si e se movem dentro de um potencial elétrico periódico dentro de uma rede). A pesquisa mostrada aqui ilustra como esses padrões fractais complexos podem ser vistos como quantização de Langmuir, que é a quantização das órbitas do ciclotron (tomando o que normalmente é pensado como uma órbita circular e, em vez disso, vendo-a como linear)

p Professor Vladimir Falko, O diretor do National Graphene Institute comentou "Nosso trabalho ajuda a desmistificar a borboleta Hofstadter. A complexa estrutura fractal do espectro da borboleta Hofstadter pode ser entendida como uma simples quantização Landau na sequência de novos metais criados pelo campo magnético."

p Professor Bart van Wees, Chefe do grupo de Física de Nanodispositivos no Instituto Zernike de Materiais Avançados, Groningen, A Holanda acrescentou "Sempre consideramos as oscilações quânticas muito frágeis, facilmente destruídos em temperaturas mais altas, mas os autores mostraram que agora podem ser observados em temperatura ambiente, ou ainda mais alto. Esta é uma boa notícia para possíveis novas aplicações desses e de outros sistemas baseados no empilhamento de Van der Waals de materiais bidimensionais. "