倫敦時間5月6日,中科大10級少年班校友、美國麻省理工學院“95後”博士生曹原,與其博導Pablo Jarillo-Herrero背靠背連發兩篇Nature文章,介紹魔角石墨烯研究的新突破。

在第一篇Nature論文中,曹原等人致力於通過對扭轉角的控制,將魔角特性推廣到其他二維研究體系,以調諧和控制電子—電子相互作用的強度,實現相似的物理行爲。研究結果將爲探索多平帶雙扭超晶格中扭角和電場控制的相關物質相提供理論依據。

曹原爲這篇論文的第一作者,並與導師共同爲文章通訊作者。通訊作者通常由教授等課題組長擔任。曹原成爲通訊作者,表明他是論文的主要創意貢獻者之一。

在另一篇Nature論文中,曹原與其他兩位作者並列文章第一作者。在這項研究中,曹原等人致力於研究扭曲角的分佈信息。他們以六方氮化硼(hBN)封裝的MATBG爲研究對象,通過使用納米級針尖掃描超導量子干涉裝置(SQUID-on-tip)獲得處於量子霍爾態的朗道能級的斷層圖像,並繪製了局部θ變化圖。這項研究爲相關物理現象的實現和應用提供了指導。

2018年3月6日,Nature發表了兩篇以曹原爲第一作者的石墨烯重磅論文。文章刊登後立即在整個物理學界引起巨大反響。一些報道稱其“一舉解決了困擾世界107年的難題”。

1911年,荷蘭物理學家卡末林·昂內斯因發現一種能將電子損失降到0的傳輸材質,即“超導體”,而獲得諾貝爾獎物理學獎。超導體有助於大幅降低電力傳輸過程中的巨大能源損耗。但令人遺憾的是,要想實現這種傳輸條件,環境必須在絕對零度(零下273攝氏度)之下。此後,無數科學家前赴後繼,希望研製出能在常溫條件下實現“超導體”性能的材料,但均以失敗告終。

曹原的貢獻在於發現了讓石墨烯實現超導的方法。具體而言,就是發現了當兩層平行石墨烯堆成約1.1°的微妙角度(魔角)時,就會產生以0電阻傳輸電子的神奇超導效應。(觀察者網)

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