Científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), la Universidad de Harvard y el Instituto Nacional de Ciencia de Materiales de Japón han publicado un artículo en Physical Review Letters que revela el mecanismo de superconductor no convencional en grafeno trilaminar torcido. El estudio descubre que este material posee notables características de inductancia dinámica ajustable, ofreciendo posibilidades potenciales para aplicaciones en tecnologías cuánticas. Cuando el grafeno trilaminar torcido actúa como metal ordinario (unión SNS), la corriente crítica oscila en una curva sinusoidal. Pero cuando se convierte en superconductor intrínseco (unión SS'-S), la oscilación se transforma en una forma de diente de sierra.

El equipo de investigación, basado en el descubrimiento de 2018 sobre la superconductor en grafeno bilaminar torcido a ángulo mágico, exploró más a fondo el comportamiento superconductor en grafeno trilaminar torcido. Al construir uniones Josephson superconductoras, los científicos observaron por primera vez, bajo condiciones específicas, estados de baja resistencia y fenómenos de expulsión de campos magnéticos en este material, confirmando sus propiedades superconductoras. El coautor Paritosh Karnatak comentó: “Mediante la regulación del voltaje de puerta para controlar el estado de dopaje, logramos un control preciso de la superconductor”.

Los datos experimentales muestran que el valor de inductancia dinámica del grafeno trilaminar torcido alcanza 50 veces el de los materiales superconductoras tradicionales. Esta característica de alta inductancia dinámica tiene potencial en detectores de fotones individuales y qubits cuánticos. El coautor senior Christian Schönenberger señaló: “La relación inversa entre la inductancia cinética y la corriente crítica revela la longitud de coherencia de los pares de electrones, proporcionando una nueva perspectiva para entender los mecanismos de superconductor no convencional”.

En el futuro, el equipo planea verificar más a fondo las propiedades cuánticas del material mediante experimentos de circuitos de alta frecuencia. Aunque el grafeno torcido preparado en laboratorio es difícil de escalar, esta investigación señala direcciones para explorar otros materiales superconductoras basados en grafeno. Karnatak añadió: “Los métodos experimentales que desarrollamos pueden aplicarse a más sistemas superconductoras potenciales”.