鱼羊 白交 发自 凹非寺 
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中科大少年班校友、96年出生的曹原，再次连发两篇Nature文章！

最新一期Nature，连发两篇魔角石墨烯的最新进展，来自麻省理工学院Pablo Jarillo-Herrero课题组。

其中一篇，曹原是第一作者兼共同通讯作者；而另一篇Nature的共同一作中，曹原的名字同样在列。

似曾相识？恭喜你答对了。

就在2年前，Nature同样在同一天里连刊2篇曹原的一作文章。这一年，曹原还登上了Nature「2018年度十大人物」榜单榜首，被Nature称作「石墨烯驾驭者」。

也就是说，今年年仅24岁的曹原，已经有4篇一作Nature论文傍身。

再次连发2篇Nature

那么，这次曹原的这两篇最新Nature论文，究竟是怎样的进展？

这两项研究都是对魔角石墨烯的进一步拓展。

第一篇论文，曹原为第一作者，与谷口尚（Takashi Taniguchi）及导师Pablo Jarillo-Herrero同为通讯作者。

研究基于小角度扭曲的双层-双层石墨烯（TBBG）（由两片旋转的Bernal堆叠双层石墨烯组成）进行。

研究人员重点研究了三个扭曲角θ分别为1.23°，1.09°和0.84°的TBBG。

他们发现，TBBG表现出丰富的相位图，具有可调谐的相关绝缘子态，对扭曲角和电位移场都非常敏感。

而这也就证明了自旋极化基态的存在。

此外，在较小的扭曲角范围内，TBBG在电中性区附近显示出多组平带信号。

作者表示，研究结果使得多平带扭曲超晶格中的物质扭曲角，和电场控制的相关相态的探索成为可能。

第二篇论文，共同一作是Aviram Uri，S. Grover和曹原。

这项研究的研究对象是六方氮化硼（hBN）封装的魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）。

研究人员采用纳米级针尖扫描超导量子干涉装置（SQUID-on-tip），获得处于量子霍尔态的朗道能级的层析图像，发现了θ无序度和MATBG传输特性的质量之间的相关性。

此外，研究人员还观察到，θ的梯度会产生大的栅极可调（gate-tunable）平面电场，即使在金属区域也不会被屏蔽，通过在样品bulk中形成边缘通道，这会深刻改变量子霍尔态，并可能影响到相关的和超导态的相图。

开辟新方向，不断自我超越

开头也说了，这次的两篇新论文，是对曹原自己开创的研究方向的又一次推进。

在2018年3月，曹原就以连发两篇一作Nature文章的壮举，誉满全球。

其魔角石墨烯研究，在当时可谓是轰动物理学界，直接开辟了凝聚态物理的一块新方向。

曹原研究发现，对石墨烯施加微弱的电场并冷却至1.7K时，就会让能导电的石墨烯变成绝缘体。

而在同等条件下，稍微调整一下电场，旋转双层石墨烯在转角接近魔角（正常条件下约为1.1°），石墨烯就会表现出超导的现象。

能让石墨烯实现超导，一经发布，震动业界。

一直以来，超导体因为有助于大幅降低电力传输过程中的巨大能源损耗，备受关注，但因其环境条件苛刻而限制颇多。

在此前，发现超导物质的科学家们，都获得了很高的赞誉。

早在1911年，荷兰物理学家昂内斯因发现一种超导体汞，将汞冷却至4k（约为-269℃）时电阻就会将为0，并于1913年获得诺贝尔物理学奖。

1986年，两位德国物理学家柏诺兹和缪勒，又发现一种新材料，在133K（约为-140℃）时就能转变为超导体，一下子把温度提高了几十度，两人就共同获得诺贝尔物理学奖。

不过随后，在超导领域的研究似乎进入了至暗时刻，几十年来鲜有重大突破。

诺贝尔奖获得者罗伯特·B·劳克林（Robert Betts Laughlin，因研究量子霍尔效应闻名）曾表示：

物理学家们已经在至暗和低谷（超导研究）中，徘徊了30年。

所以可想而知，两年前的那项研究引发怎样的轰动——当时Nature都来不及排版就立即在线发布了。

中国天才少年曹原，也由此在国际上一战成名。

天才少年曹原

但在国内，曹原早已声名鹊起。

曹原，1996年出生于四川成都。11岁时，进入深圳耀华实验小学超常班。

不到3年，曹原就完成了小学六年级、初中、高中的课程学习。

14岁，普通人还在上初中的年纪，他就以669分的高考成绩被中科大少年班录取，并入选严济慈物理英才班。

在英才班里，别人用一整年才能完成的科研项目，曹原用一个寒假就完成了。

此外，本科期间，他就在Journal of Magnetism and Magnetic Materials和Physical Review B发表两篇一作文章。

素有「丁老怪」、「科研杀手」之称的丁泽军教授，提到自己的学生曹原的时候也只剩赞不绝口。

毕业的时候，曹原还获得了中科大本科生最高荣誉——郭沫若奖学金。

18岁，普通人还在奋笔疾书、逐梦高考时，他已经远赴重洋，前往麻省理工学院攻读博士学位了。

2014年，曹原加入了Pablo Jarillo-Herrero团队。

他的导师Pablo Jarillo-Herrero，是研究石墨烯的超级大牛，来自西班牙巴伦西亚。1999年毕业于当地巴伦西亚大学物理学系，随后在加州大学圣地亚哥分校获得硕士学位，在荷兰代尔夫特理工大学获得博士学位，并继续在那从事博士后工作。

他于2008年1月加入麻省理工学院，担任物理学助理教授，并获得终身职位。在2018年，他被提升为物理学全职教授。

曾获西班牙皇家学会青年研究奖、IUPAP半导体物理学青年科学家奖、两度获得摩尔量子材料研究奖。就在今年，他还获得了APS Oliver E. Buckley凝聚态物理奖，和有诺奖风向标之称的沃尔夫物理学奖。

天赋、名师、努力，曹原的经历，或许只能用「传奇」来形容。

难怪网友会说：他不是后浪，是海啸。

也有网友评价：这就是离诺贝尔物理学奖最近的中国人。

今年，曹原，24岁。

One More Thing

最后，我们也在知乎捕捉到了曹原本人的身影。

少年很低调，只回答过以上一个问题。

不过，围观话题的兴趣也跟后浪们一样，真实而广泛，有血有肉。

传送门

论文地址：
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2260-6
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2255-3

2018年论文地址：
https://www.nature.com/articles/nature26154
https://www.nature.com/articles/nature26160

— 完 —

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