Supermedžiaga grafenas toliau stebina ir žavi mokslininkus, šį kartą atskleidžiant retą elektroninę būseną, vadinamą „fero-valleytricity”, kuri atsiranda, kai grafenas sukrautas į tam tikrą penkių sluoksnių kombinaciją. Šioje naujoje būsenoje grafeno krūva rodo keistą ir nuostabų magnetinį ir elektroninį elgesį, kaip pranešė Masačusetsio technologijos instituto (MIT), Harvardo universiteto ir Japonijos nacionalinio medžiagų mokslo instituto mokslininkai.
Grafeno naudojimas šiuo būdu galėtų padėti tiek klasikinių, tiek kvantinių kompiuterių plėtrai, ypač kuriant duomenų saugojimo sprendimus, kurie siūlo didelius talpas, bet taip pat reikalauja santykinai mažai energijos veikimui. „Grafas yra įdomi medžiaga”, – sako fizikas Long Ju iš MIT. „Kiekvienas pridėtas sluoksnis suteikia jums esminai naują medžiagą”.
Feroinės medžiagos rodo tam tikrą koordinuotą elgesį savo elektriniuose, magnetiniuose ar struktūriniuose savybėse – pavyzdžiui, magnetas, kurio elektronai visi sukasi ir rodo tą pačią kryptį, neįtakoti išorinio magnetinio lauko. Kitose medžiagose elektronai gali sudėlioti mažus sūkurius. Norint būti daugiaferoiniu, ta pati medžiaga turi rodyti kelis koordinuotų elgesių tipus.
Remdamiesi savo skaičiavimais, mokslininkai manė, kad grafenas gali tapti daugiaferoinis, jei penki sluoksniai būtų sudėlioti rombo formos raštu (ne itin skirtingai nuo vienas ant kito sukrautų viščių vielos tvorų). Svarbu, kad tai sukuria aplinką, kurioje elektronai sulėtėja, ir prasideda feroinis suderinimas.
Atlikę artimą grafito plokštelių, kurios natūraliai susiformavo į penkis sluoksnius ir šį konkretų raštą, analizę, mokslininkai iš tikrųjų matė daugiaferoinį elgesį. Pirma, buvo netradicinis magnetizmas, kai elektronai koordinavo savo orbitalinį judėjimą (o ne savo sukimosi ar sukimosi, kaip standartiniam magnete). Antra, elektronai parodė polinkį nusistovėti vienoje konkrečioje elektroninėje „slėnyje” (arba mažos energijos būsenoje), tuo tarpu standartiniame grafene jie nerodo jokio pirmenybės.
Komanda parodė, kad abu šie feroiniai savybės gali būti kontroliuojami elektriniu lauku. Nors tai vis dar yra labai aukšto lygio ir techniškai sudėtinga, galiausiai tai galėtų būti naudojama kompiuterių lustams kurti, kurie gali saugoti dvigubai daugiau duomenų – nes medžiagos elektronai gali būti manipuliuojami dviem būdais, o ne vienu. „Žinojome, kad šioje struktūroje įvyks kažkas įdomaus, bet nežinojome tiksliai, kas, kol išbandėme”, – sako fizikas Zhengguang Lu iš MIT.
Tai pirmas kartas, kai matome ferro-valleytroniką, ir taip pat pirmas kartas, kai matome ferro-valleytronikos ir netradicinio feromagneto koegzistavimą. Tyrimas buvo publikuotas „Nature”.