Скрипку Страдивари можно сделать только из дерева, которое росло в особых условиях. Долгое время считалось, что и графен для тонких квантовых эффектов должен быть отшелушен скотчем от графита, а выращенный в пробирке кристалл на такое не способен. Эта работа показывает: выращенный из газовой смеси графен зазвучал как скрипка Страдивари.

Два кристалла графена вырастили на одном медном зерне, чтобы их решётки были соосны, затем перенесли на подложку и сложили с поворотом около 1,2 градуса. Такой угол называют магическим: при нём электроны в двух слоях начинают двигаться согласованно, и возникают плоские зоны, где их скорость падает почти до нуля. Именно в этих зонах рождаются сверхпроводимость и другие необычные состояния. Раньше их видели только в образцах, отшелушенных вручную, а выращенные плёнки считались слишком грязными.

Поверхность образца очистили, «подметая» её иглой атомно-силового микроскопа, а затем измерили электронную структуру методом фотоэмиссии с пятном около одного микрометра. Спектры показали плоские зоны вблизи уровня Ферми, а их ширина оказалась около 24 миллиэлектронвольт, что сравнимо с лучшими отшелушенными образцами. Анализ выявил домен с почти магическим углом размером 15 на 10 микрометров, а более точная подгонка дала площадь 84 ± 41 квадратный микрометр. Это как найти в рукотворном лесу участок, где деревья выстроились с точностью до сантиметра.

До этой работы было неизвестно, способен ли выращенный графен сохранить хрупкие плоские зоны. Теперь ясно: способен, и качество не уступает эталону. Осталась одна проблема: домен с магическим углом постепенно расслабляется к обычной упаковке, и длина этого перехода составила 4,1 микрометра. Но даже такой области достаточно, чтобы разместить контакты и затворы и проверить, сохранятся ли необычные состояния при низких температурах.

Так скрипка из пробирки зазвучала. Осталось настроить её так, чтобы звук был чистым в каждом экземпляре, а не только в одном удачном.