25岁Nature狂魔八连杀!曹原再次“一作+通讯”发Nature!

视学算法

共 2303字,需浏览 5分钟

 ·

2021-07-26 18:47

点击上方视学算法”,选择加"星标"或“置顶

重磅干货,第一时间送达

本文来源:量子位(ID:QbitAI)丰色 梦晨、新智元公众号


曹原,又发Nature了!

你没听错,就是那个石墨烯大神曹原,刚刚发表了人生中第8篇Nature。

依旧是“一作+通讯作者”的强势姿态:


这次距他上一篇Science只过了3个月

这位论文大户至今总共发了8篇Nature+1篇Science。

其中仅2021年上半年就密集发布了4篇

被称为“石墨烯驾驭者”也不奇怪了。

那么这一次,石墨烯研究为何又能中顶刊?

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

Nature评论认为,这个发现的意义在于:

未来有助于设计更强大的核磁共振成像设备,以及为制造更鲁棒的量子计算机开辟新方向。

他的导师Jarillo-Herrero认为:

即使这次的三层石墨烯不是稳定量子计算最终需要的,也能在此基础上更容易设计出新的材料。

 
魔角三层石墨烯:「自旋三重态」超导体 

两层变三层,在魔角三层石墨烯上再次发现了在强磁场中罕见超导现象,这位魔角天才只专注做一件事。
 

曹原表示,「该研究中发现的魔角三层石墨烯是一种非常罕见的超导体,被称为「自旋三重态」不受强磁场的影响。
 
在最新Nature论文中,研究发现,当 θ 等于大约1.6 °的魔角时,系统进入强耦合状态的角度。
 
魔角扭曲三层石墨烯中罕见的自旋三重态超导现象
 
曹原在这种魔角扭曲三层石墨烯 (MATTG) 中观察到了「超导现象」,并研究了这种超导现象的自旋特性。
 
具体讲,MATTG在低温(低至1开尔文)下电阻为零,变为超导体。
 
然后,他们在石墨烯层的平面上对 MATTG 施加一个磁场。
 
结果发现,MATTG在高达 10 特斯拉的惊人「高磁场」下仍然表现出超导性,这比传统超导体所预测的材料所能承受的磁场高出3倍!
 
 
实验中,研究人员是将三层石墨烯堆叠在一起,并将中间的一层相对于外层旋转 1.56 度来制造MATTG。
 
然后通过一块磁场方向与材料平行的大磁铁控制磁场,在越来越高的磁场下测试了MATTG的超导性。
 
研究发现,当不断增加周围的磁场时,MATTG的超导性一直很强,直到消失。
 
高平面磁场下 MATTG 中的超导性
 
超导性源于电子结合成称为库珀对的两个电子。在自旋单重态 「库珀对」中,电子自旋(内在角动量)向相反的方向。
 
而在石墨烯材料平面存在强磁场的情况下,自旋单线态「库珀对」拉开,因为一种称为「塞曼效应」的现象导致自旋在同一方向上排列。
 
这种特性被称为「自旋三重态」。
 
传统超导体的自旋单线态和魔角扭曲三层石墨烯的自旋三重态
 
未来,这种奇异的超导体可以极大地改进磁共振成像(MRI)技术。
 
目前,MRI 机器仅限于 1-3 特斯拉的磁场。
 
如果它们可以用自旋三重态超导体制造,那么 MRI 就可以在更高的磁场下运行,以产生「更清晰」的人体图像。
 
此外,三层石墨烯中「自旋三重态」超导性的新证据也可以帮助科学家设计更强大的超导体,以用于实际量子计算。
 

 
Nature发文不「封神」,曹原:会继续仰望星空 

8篇Nature,石墨烯驾驭者,Nature年度人物,Nature创刊以来年龄最小入选者......

 
这些形容词都不足以描述曹原和他的研究。

他只是一个专注于科研的学者。 


这个出生于96年,用一年时间学完小学六年级和初一的课程,初一读了一个月,初二读了三个月,初三不到半年就参加了中考。


2010年,14岁的曹原从深圳耀华实验学校考入中科大少年班,并以第一届学生的身份入选“严济慈物理英才班”,每年仅招收约30名学生。

14岁考入中科大少年班的年轻人只是说:我不觉得自己比同龄人聪明多少,我只是跳过了中学里一些无趣的部分。”


本科期间,曹原就已经在丁泽军与曾长淦教授的实验室中进行过研究、并发表相应论文。

2014年,曹原荣获中科大本科生最高荣誉奖“郭沫若奖学金”,也是国家批准设立的新中国第一奖学金。


同年,曹原前往MIT读博,并加入了Pablo Jarillo-Herrero的团队,后者是西班牙物理学家,一名研究石墨烯的超级大牛。

这位导师于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。在2018年,他被提升为物理学全职教授。


他曾获IUPAP半导体物理学青年科学家奖、摩尔量子材料研究奖(两次)、“诺奖风向标”之称的沃尔夫物理学奖等。前不久,他获得了NAS(美国科学院)科学发现奖。

2018年发现魔角石墨烯,开始了曹原论文狂魔之路。
 


对于曹原,除了「8篇Nature」和「少年神童」,更引人瞩目的是他的科研历程,Nature发文并不代表「封神」,年轻的科研人员才是我们值得尊敬的对象。
 
曹原的研究仍在继续,我们也会这一直关注他「仰望星空」的旅程。
 
「那里更容易看到星星。」(图源:曹原个站)

这不过是他的第8篇Nature,未来还会有多少篇呢?


点个在看 paper不断!

浏览 30
点赞
评论
收藏
分享

手机扫一扫分享

分享
举报
评论
图片
表情
推荐
点赞
评论
收藏
分享

手机扫一扫分享

分享
举报