曹原(10少）再发Nature：三层扭转石墨烯诞生，具备更稳定超导性

当两片石墨烯以 1.1° 的扭转角度交错排列，这个双层结构就会转变为非常规的超导体，从而使电流无阻通过，而不会浪费能量。这种“魔角”石墨烯结构及其超导效应由美国麻省理工学院（MIT）物理学教授 Pablo Jarillo-Herrero 团队在 2018 年首次发现。这项研究也让中科大少年班毕业生、当时年仅 21 岁的曹原“一战成名”：他以共同第一作者/共同通讯作者的身份首次在同一天发表了两篇《自然》（Nature）论文，随后他成为了《自然》 2018 年十大科学人物中最年轻的学者。

扭转电子学（twistronics）领域从此兴起。此后，科学家一直在寻找其他可以经过扭转而表现出超导性质的材料。但是到目前为止，除了最初的双层“魔角”石墨烯以外，没有发现其他材料具备相似的特性。

近日，已经成为博士后的曹原再次以共同第一作者身份在《自然》发文报告，在三层石墨烯组成的“三明治”中观察到超导性。在新的三层结构中，中间一层石墨烯相对于外层以新的角度扭转，其超导性比双层结构更稳定。

该论文 2 月 1 日在《自然》发表， Jeong Min Park 和曹原为共同一作，此外曹原还与他的导师、Pablo Jarillo-Herrero 共同担任论文通讯作者。日本国立材料科学研究所（National Institute of Materials Science）的渡边贤司（Kenji Watanabe）和谷口尚（Takashi Taniguchi）也参与了这项研究。

研究人员还可以通过施加和改变外部电场的强度来调节结构的超导性。而通过调节三层结构，研究人员能够产生超强耦合超导性，这是一种奇特的电学行为，在其他所有材料中很少见。

Jarillo-Herrero 说：“目前尚不清楚魔角双层石墨烯是不是特例，但现在我们知道它并不孤单，它有一个三层表亲。这种超可调（hypertunable）超导体的发现将转角电子学领域扩展到了全新的方向，在量子信息和传感技术中具有潜在的应用。”

曹原（10少）

曹原（10少），2010年考入中国科学技术大学少年班，并入选“严济慈物理英才班”。在校期间曾获得郭沫若奖学金。2018年3月5日，《自然》背靠背发表了两篇以曹原为第一作者的石墨烯重磅论文。这名中国科大少年班的毕业生、美国麻省理工学院的博士生发现当两层平行石墨烯堆成约1.1°的微妙角度，就会产生神奇的超导效应。这一发现轰动国际学界，直接开辟了凝聚态物理的一块新领域。并于当年荣登《自然》杂志影响世界的十大科学人物榜首。2018年，曹原以22岁的年龄入选了福布斯中国发布的2018年中国“30位30岁以下精英”科技领域榜单，成为了入选者年龄最小的一位。

曹原（10少）

曹原（10少），2010年考入中国科学技术大学少年班，并入选“严济慈物理英才班”。在校期间曾获得郭沫若奖学金。2018年3月5日，《自然》背靠背发表了两篇以曹原为第一作者的石墨烯重磅论文。这名中国科大少年班的毕业生、美国麻省理工学院的博士生发现当两层平行石墨烯堆成约1.1°的微妙角度，就会产生神奇的超导效应。这一发现轰动国际学界，直接开辟了凝聚态物理的一块新领域。并于当年荣登《自然》杂志影响世界的十大科学人物榜首。2018年，曹原以22岁的年龄入选了福布斯中国发布的2018年中国“30位30岁以下精英”科技领域榜单，成为了入选者年龄最小的一位。

曹原（10少）

曹原（10少），2010年考入中国科学技术大学少年班，并入选“严济慈物理英才班”。在校期间曾获得郭沫若奖学金。2018年3月5日，《自然》背靠背发表了两篇以曹原为第一作者的石墨烯重磅论文。这名中国科大少年班的毕业生、美国麻省理工学院的博士生发现当两层平行石墨烯堆成约1.1°的微妙角度，就会产生神奇的超导效应。这一发现轰动国际学界，直接开辟了凝聚态物理的一块新领域。并于当年荣登《自然》杂志影响世界的十大科学人物榜首。2018年，曹原以22岁的年龄入选了福布斯中国发布的2018年中国“30位30岁以下精英”科技领域榜单，成为了入选者年龄最小的一位。