Grafen lze popsat mnoha výrazy a je zkoumán v mnoha oblastech, jednou z nejzajímavějších jsou samozřejmě elektrické vlastnosti. Nyní bylo zjištěno, že se vrstvy grafenu mohou při vhodné vzájemné orientaci silně ovlivňovat a grafen se pak chová buď jako izolant nebo supravodič.
- Grafen
- Jednovrstvý allotrop uhlíku, skládá se ze sítě sp2 uhlíků uspořádaných do šestičlenných cyklů. Jde o jednu vrstvu grafitu. Získává se převážně exfoliací grafitu nebo pomocí CVD.
- Elektrický izolant
- Látka, která nevede elektrický proud. Ve své struktuře neobsahuje volné nosiče náboje.
- Mottův izolant
- Skupina materiálů, které by měly být, podle pásové teorie, vodiči elektrického proudu, ale chovají se jako izolanty.
- Supravodič
- Vodič, který po ochlazení pod kritickou teplotu vede elektrický proud bez odporu.
Elektrony v monovrstvě grafenu se mohou pohybovat velmi vysokými rychlostmi, ale pokud na sebe položíme dvě tyto vrstvy a poootočíme je o „magický úhel“ 1,1°, získáme materiál s úplně novými vlastnostmi.[1,2] Získaná konfigurace, kdy jsou vrstvy tvořené šestiúhelníky lehce pootočené, se označuje jako moiré a očekává se u ní silná interakce mezi elketrony ve vrstvách, v jiném uspořádání si vrstvy zachovávají nezávislost a interagují velmi slabě.
Výzkumná skupina prof. Pablo Jarillo-Herrero z MIT zjistila, že při takto uspořádaný grafen se chová jako Mottův izolant. Ale pokud k němu připojíme elektrické napětí a do grafenové supermřížky začneme přidávat elektrony, dojde při překročení určité hranice ke změně vlastností a elektrony začnou grafenem proudit bez odporu, tzn. že se materiál stane supravodivým.
Grafen se tak může stát zajímavým materiálem pro výzkum nekonvenční supravodivosti.