⽯墨烯是⼀种由碳原⼦构成的超薄材料，其原⼦以类似细铁丝⽹围栏那样的六边形模式相连接。⽽魔⻆⽯墨烯则特指⽯墨烯的⼀种⾮常特殊的堆叠。当⼀⽚⽯墨烯以某种精确的“魔法”⻆度堆叠在第⼆⽚⽯墨烯上时，这种扭转的结构会产⽣⼀种略微偏移的摩尔纹，或者说超晶格，能够⽀持⼀系列惊⼈的电⼦⾏为。
2018年，物理学家巴勃罗·贾⾥洛-埃雷罗（Pablo Jarillo-Herrero）和团队⾸次展示了魔⻆扭转的双层⽯墨烯。他们发现，当施加⼀定的连续电场时，新的双层结构可以表现为绝缘体。当电场提⾼时，绝缘体⼜会突然变成超导体，允许电⼦没有摩擦地流动。这⼀发现也成了“扭转电⼦学”领域的⼀道分⽔岭，它探讨了某些电⼦特性是如何从⼆维材料的扭转和分层中产⽣的。
⾃此，物理学家⼀直不断在发现魔⻆⽯墨烯的更多惊⼈特性，⽐如在不同电⼦态之间切换材料的各种⽅法。到⽬前为止，这种“开关”的作⽤更像灯的调光器，因为研究⼈员必须不断施加电场或磁场，来开启超导性，并让它保持开启的状态。
现在，贾⾥洛-埃雷罗和团队在《⾃然·纳⽶技术》上发表了⼀项新的研究，表明不需要⽤到连续的电场，只需⼀个短脉冲，就可以让魔⻆⽯墨烯中的超导性像灯的开关⼀样，被开启并维持下去。
他们发现，关键就是在于扭转和堆叠的结合。2019年，斯坦福⼤学的⼀组团队发现，魔⻆⽯墨烯可以被强制进⼊铁磁态，也就是即使在没有外部施加磁场的情况下也能保持磁性。研究⼈员发现，魔⻆⽯墨烯能以⼀种可调节的开和关的⽅式，表现出铁磁特征。当⽯墨烯⽚被分层放在两⽚氮化硼之间，⽯墨烯的晶体结构与其中⼀个氮化硼层对⻬时，就会发⽣这种情况。
这种排列⽅式就好像奶酪三明治，其中顶部的⾯包⽚和奶酪的⽅向是⼀致的，但底部的⾯包⽚相对于顶部的⾯包⽚旋转了⼀个随机的⻆度。
在新研究中，团队便制作了这样⼀个精⼼设计过的扭转和堆叠的材料组成的三明治。⼀个中间有两个⽯墨烯层（深灰⾊及插图）的装置。⽯墨烯层被夹在氮化硼层（蓝⾊和紫⾊）之间。每层的扭转⻆度和排列的精确组合，让研究⼈员能够⽤⼀个短的电脉冲开启并关闭超导性。
这个三明治的“奶酪”由魔⻆⽯墨烯组成，也就是两⽚⽯墨烯，上⾯⼀⽚相对于下⾯⼀⽚略微扭转了1.1度的“魔法”⻆度。在这个结构上⽅，他们放置了第⼀层氮化硼，与顶部的⽯墨烯⽚完全对⻬。最后，他们在整个结构下⽅放置了第⼆层氮化硼，并将它相对于顶部的氮化硼层偏转了30度。
接着，团队在施加⻔电压的同时测量了⽯墨烯层的电阻。他们发现，正如其他研究⼈员发现的那样，扭转的双层⽯墨烯切换了电⼦态，在某些已知的电压下在绝缘、导电和超导态之间变化。出乎团队意料的是，每⼀种电⼦态都持续存在，⽽不是说⼀旦电压被移开就⽴即消失了。这种特性被称为双稳性。他们发现，在⼀种特定电压下，⽯墨烯层变成了超导体，即使研究⼈员移除电压，它也保持着超导态。
研究⼈员介绍，对绝⼤多数材料来说，如果你移开电场，电⼦态就消失了。这是第⼀次制造出⼀种可以⽤电开启和关闭的超导材料。这是在为更快、更⼩、更节能的电⼦产品开发材料时可以考虑的另⼀种⼯具，可能为新⼀代基于⽯墨烯的扭转超导电⼦产品铺平道路。⽐如，⼈们正试图建造电⼦设备，以⼀种受⼤脑启发的⽅式进⾏计算。在⼤脑中，我们有神经元，超过⼀定的阈值，它们就会启动。
类似地，科学家现在已经找到了⼀种⽅法，让魔⻆⽯墨烯在超过⼀定阈值时突然切换超导性。这是实现神经形态计算的⼀个关键属性。未来，科学家有望借此开发那种⽤于神经形态设备的超快、⾼能效的超导晶体管。⽬前还不清楚的是，究竟什么因素促成了这种可切换的超导性。研究⼈员怀疑，这与扭转的⽯墨烯与两个氮化硼层的特殊排列有关，这让系统具有类似铁电的反应，⽽铁电材料恰恰可以在电性能中展示出双稳性。
这也是未来继续探索的⽅向之⼀。