طبقتان من الغرافين – وهما أنحف طبقات الكربون بسمك ذرة واحدة – موضوعتان كخبز الشطيرة. بينهما طبقة مغناطيسية من CrSBr. عندما يمر تيار كهربائي عبر هذه الشطيرة، تعتمد المقاومة على اتجاه العزوم المغناطيسية في الطبقة الوسطى. اكتشف العلماء أن المقاومة يمكن أن تتغير بأكثر من ثلاثة أضعاف، فقط بتغيير الجهد على الأقطاب أو بتبريد العينة إلى 20 كلفن – أي حوالي -253 درجة مئوية، وهو أبرد من سطح بلوتو.
إذا كان المجال المغناطيسي يدير المغنطة بسلاسة، فإن المقاومة لا تتغير بشكل عشوائي، بل وفق قانون رياضي واضح: إنها تعتمد خطياً على جيب تمام نصف زاوية الدوران. يشبه ذلك مقبض الصوت حيث يرتفع الصوت ليس بقفزات بل بسلاسة ويمكن التنبؤ به. هذا الاعتماد يشير إلى أن طبقات الغرافين و CrSBr تتفاعل على المستوى الكمي، وهذا التفاعل يعتمد على اتجاه لف الإلكترون – أي دورانه الذاتي، مثل قمة دوارة صغيرة.
هذه البنى يمكن أن تصبح أساساً لأجهزة استشعار مغناطيسية أو عناصر ذاكرة، حيث تُكتب المعلومات ليس بالشحنة بل باتجاه المغنطة. ويمكن التحكم بها ليس فقط بالمجال المغناطيسي، بل أيضاً بالجهد الكهربائي – كما لو أنك تضيء الضوء ليس بمفتاح، بل بإدارة مقبض.
CrSBr هو شبه موصل مغناطيسي طبقي يحافظ على خصائصه المغناطيسية حتى عند سمك بضع طبقات ذرية.