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发5篇Nature!95后再出重磅成果,入选“影响世界十大科学人物” 技术奇点论文

2月1日,曹原再发Nature。这位22岁时曾入选《Nature》影响世界的十大科学人物的95后科学家,再出重磅成果。

他之前发表了多篇Nature介绍他们的双层魔角石墨烯的工作,但是这次不一样,这次是三层!并且曹原是以共同一作+通讯的身份出现。

摩尔超晶格(Moiré superlattices)最近已经成为研究相关物理学和超导性的平台,具有前所未有的可调节性。尽管在其他几个摩尔系统中也观察到了相关效应,但魔角扭曲双层石墨烯仍然是唯一一种可重复测量到强超导性的石墨烯。

在此,作者在魔角扭曲三层石墨烯(MATTG)中发现了摩尔超导,其电子结构和超导性能的可调性优于魔角扭曲双层石墨烯。

通过测量霍尔效应和量子振荡作为密度和电场的函数,作者能够确定系统在正常金属状态下的可调相位边界。零磁场电阻率测量表明,超导性的存在与每个摩尔单元的两个载流子产生的破缺对称性相位密切相关。作者发现超导相位受到抑制,并局限于部分围绕破对称性相位的范霍夫奇点,这很难与弱耦合Barden-Cooper-Schriefer理论相协调。此外,系统广泛的原位可调性能够达到以Ginzburg-Landau相干长度为特征的超强耦合状态,这达到粒子间的平均距离,以及非常大的TBKT/TF值,超过0.1(其中TBKT和TF分别是Berezinskii-Kosterlitz -Thouless是转变温度和费米温度)。

这些观察表明,MATTG可以在接近二维玻色-爱因斯坦凝聚体的交叉处进行电调谐。该研究结果建立了一系列可调谐摩尔超导体,它们有可能彻底改变我们对强耦合超导的基本认识和应用。

而在去年(2020年)5月7日,95后博士曹原还曾分别以第一作者兼共同通讯作者、以及共同第一作者的身份,在《Nature》上连发2篇论文。

在第一篇Nature论文中,研究人员致力于通过对扭转角的控制,将魔角特性推广到其他二维研究体系,以调谐和控制电子-电子相互作用的强度,实现相似的物理行为。他们采用了一种全新的魔角石墨烯体系:基于小角度扭曲的双层-双层石墨烯(TBBG)。

另一篇Nature论文中,研究团队致力于研究扭曲角的分布信息。他们以六方氮化硼(hBN)封装的MATBG为研究对象,使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断层图像,并绘制了局部θ变化图。该设备的相对精度达到0.002度,空间分辨率为几个莫尔周期。

三年前,2018年3月6日,《自然》连刊两文报道石墨烯超导重大发现,第一作者也是中国科大10级少年班校友曹原。

2018年3月5日《自然》以背靠背长文形式在网站刊登了重大研究成果,甚至来不及排版,文章还配以第三篇文章作为评述前述成果。值得一提的是:曹原还和导师分享了其中一文的共同通讯作者。通讯作者通常由教授等课题组长担任。曹原成为通讯作者,表明他是论文的主要创意贡献者之一。

曹原

值得关注的是,曹原来自中国,今年年仅25岁,本科毕业于著名的中科大少年班。

根据报道,曹原1996年出生,籍贯是四川成都。2010年,14岁的曹原从深圳耀华实验学校考入蜚声中外的中国科学技术大学少年班学院,并入选“严济慈物理英才班”。

从中学时代起,曹原即受益于“超常教育”。据当时的媒体报道:曹原2007年到深圳耀华实验学校读书,该校主管超常教育的副校长为朱源。后者曾任教中科大少年班20多年。

曹原用了三年的时间读完小学六年级、初中和高中的课程。高考总分为理科669分。2014年,曹原荣获中科大本科生最高荣誉奖——郭沫若奖学金。

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