《石墨烯驱动》曹原再发自然:至今已发8篇

7月22日，曹原再次发《自然》。你没听错，就是石墨烯大神曹原刚刚出版了他人生中的第八本《自然》，他还是一个强势姿态的“通讯作者”:

距离他的上一篇《科学》文章只有三个月了。截至目前，该专业作者已发表8篇《自然》和1篇《科学》，其中4篇已于2021年上半年密集发表。他被称为“石墨烯驱动器”也就不足为奇了。

那么这一次，为什么石墨烯的研究能在榜首发表呢？

原来，曹原的团队发现，按照魔角(1.56度)扭曲的三层石墨烯，在超强磁场下仍能保持超导性。

《自然》评论说，这一发现的意义在于：

未来将有助于设计更强大的核磁共振成像设备，并为制造更强大的量子计算机开辟新的方向。

根据他的导师贾里洛-赫雷罗的说法：

即使稳定的量子计算不需要这种三层石墨烯，在此基础上设计新材料也更容易。

临界磁场超出理论 3 倍

2018年，曹原等人通过实验发现，当两片石墨烯在低温下以1.1的魔角堆叠扭曲时，电阻会突然消失，变成超导体。这是他发现的石墨烯材料的新特性。

根据该理论，当磁场超过一定强度(达到临界磁场)时，传统超导材料将失去超导性。本文发现魔角扭曲三层石墨烯在超强磁场下仍然具有超导性。

其临界磁场高达10特斯拉，远高于目前的超导理论模型(约高2-3倍)。

(目前一般医院的MRI机最多3特斯拉。)

这也证明了魔角石墨烯可能是一种罕见的防磁超导材料。

曹原说，三层魔角石墨烯中的超导性可能是由一种可以产生自旋-三重态库珀对的机制驱动的。

在实验中，他们将三层石墨烯堆叠在一起，并将中间层相对于外层旋转1.56度，制成Matt G；然后，用磁场方向与石墨烯平行的大磁铁持续加强磁场，测试MATTG的超导性。

最后我惊讶地发现，MATTG的超导性随着周围磁场的增大而保持很强，然后消失，然后在更高的场强下卷土重来！

这时，磁场强度高达10特斯拉。

这在传统的自旋单线态超导体中是不可能发生的。

对于大多数具有自旋单线态的超导体来说，库珀对中的两个电子具有相反的自旋，强磁场很容易破坏这种自旋单线态超导体的超导性。

曹原等人认为，三层石墨烯可能是一种罕见的自旋三重态超导体。

因为在自旋三重态下，当超导材料暴露在强磁场中时，库珀对中两个电子的能量会向同一个方向运动，也就是同一个自旋。

这样，无论磁场有多强，它们都不会被拉开，所以它们可以保持超导性而不受干扰。

曹原的团队随后将深入研究该材料，以确认其自旋状态。

上半年 4 篇，下半年刚刚开始

曹原，1996年出生，今年25岁。

他只用了三年就读完了小学六年级和初中，高考理科总分669分。他说：

我只是在中学跳过了一些无聊的部分。

2010年，14岁的曹原从深圳华钥实验学校考入中国科学技术大学初三班，入选“严济慈物理英才班”第一名，每年只招收30名左右的学生。

本科期间，曹原已在丁泽军和曾昌赣教授的实验室进行研究并发表相应论文。

2014年，曹获得中国科学技术大学本科生最高荣誉奖“郭沫若奖学金”，也是新中国第一个获得国家批准的奖学金。

同年，曹原前往麻省理工学院攻读博士学位，并加入了研究石墨烯的西班牙物理学家、超级牛人巴勃罗贾里洛-赫雷罗。

该导师于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。2018年，他晋升为全职物理教授。

曾获IUPAP半导体物理青年科学家奖、摩尔量子材料研究奖(两次)、被称为“诺贝尔奖风向标”的沃尔夫物理学奖等。不久前，他获得了美国科学院科学发现奖。

2018年魔角石墨烯的发现，开启了曹原的论文疯狂之路。

仅今年上半年，曹原就集中发表了3篇《自然》文章和1篇《科学》文章。今天的文章是他下半年发文之旅的前奏。

让我们拭目以待，看看曹原能带来多少惊喜。