25歲“天才少年”再發(fā)一篇Nature：3年讀完小初高……
[導(dǎo)讀]新年伊始，2021年2月1日，被譽(yù)為“天才少年”的95后博士 曹原 再次以 共同一作+通訊作者的身份在Nature上刊文！
這是曹原今年的首篇Nature，也是他繼2018年在Nature上背靠背發(fā)表了兩篇論文、2020年繼續(xù)背靠背連發(fā)兩篇Nature介紹石墨烯后的又一新突破！
新年伊始，2021年2月1日，被譽(yù)為“天才少年”的95后博士 曹原 再次以 共同一作+通訊作者的身份在Nature上刊文！
這回，曹原介紹的不再是他們雙層魔角石墨烯的工作，而是三層！
這位“出道即巔峰”的天才少年，一直在用自己的科研成果告訴我們，他真的很牛....
再突破！
曹原新年首篇Nature
2021年2月1日，95后博士曹原再次以共同一作+通訊作者的身份在Nature上刊文。
曹原之前發(fā)表了很多Nature來(lái)介紹他們的雙層魔角石墨烯的工作，但是這次不一樣，這次是三層！
摩爾超晶格（Moiré superlattices）最近已經(jīng)成為研究相關(guān)物理學(xué)和超導(dǎo)性的平臺(tái)，具有前所未有的可調(diào)節(jié)性。盡管在其他幾個(gè)摩爾系統(tǒng)中也觀察到了相關(guān)效應(yīng)，但魔角扭曲雙層石墨烯仍然是唯一一種可重復(fù)測(cè)量到強(qiáng)超導(dǎo)性的石墨烯。
在此，作者在魔角扭曲三層石墨烯(MATTG)中發(fā)現(xiàn)了摩爾超導(dǎo)，其電子結(jié)構(gòu)和超導(dǎo)性能的可調(diào)性?xún)?yōu)于魔角扭曲雙層石墨烯。
通過(guò)測(cè)量霍爾效應(yīng)和量子振蕩作為密度和電場(chǎng)的函數(shù)，作者能夠確定系統(tǒng)在正常金屬狀態(tài)下的可調(diào)相位邊界。零磁場(chǎng)電阻率測(cè)量表明，超導(dǎo)性的存在與每個(gè)摩爾單元的兩個(gè)載流子產(chǎn)生的破缺對(duì)稱(chēng)性相位密切相關(guān)。作者發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)相位受到抑制，并局限于部分圍繞破對(duì)稱(chēng)性相位的范霍夫奇點(diǎn)，這很難與弱耦合Barden-Cooper-Schriefer理論相協(xié)調(diào)。此外，系統(tǒng)廣泛的原位可調(diào)性能夠達(dá)到以Ginzburg-Landau相干長(zhǎng)度為特征的超強(qiáng)耦合狀態(tài)，這達(dá)到粒子間的平均距離，以及非常大的TBKT/TF值，超過(guò)0.1(其中TBKT和TF分別是Berezinskii-Kosterlitz -Thouless是轉(zhuǎn)變溫度和費(fèi)米溫度)。
這些觀察表明，MATTG可以在接近二維玻色-愛(ài)因斯坦凝聚體的交叉處進(jìn)行電調(diào)諧。該研究結(jié)果建立了一系列可調(diào)諧摩爾超導(dǎo)體，它們有可能徹底改變我們對(duì)強(qiáng)耦合超導(dǎo)的基本認(rèn)識(shí)和應(yīng)用。
▲圖1.鏡像對(duì)稱(chēng)MATTG中的電子結(jié)構(gòu)與強(qiáng)超導(dǎo)性
▲圖2. MATTG相圖
▲圖3. 超強(qiáng)耦合超導(dǎo)性與BCS -BEC交叉的接近度
曹原是誰(shuí)？ 為什么叫他“天才少年”？
1996年 ，曹原出生在成都。 據(jù)曹原 的同學(xué)介紹，他從小就是個(gè)天才。
2007年 ，曹原11歲時(shí)，因天賦秉異，來(lái)到了深圳耀華實(shí)驗(yàn)學(xué)校就讀，在這里，曹原開(kāi)啟了天才之路，一年時(shí)間他把小學(xué)的課程全部結(jié)束。第二年來(lái)到了初中部，又花了一年時(shí)間初中就畢業(yè)了。再用了一年時(shí)間，曹原小學(xué)同學(xué)還在讀初中的時(shí)候，他就高中畢業(yè)參加高考了。
曹原之所以可以一年完成初中學(xué)業(yè)，一年完成高中學(xué)業(yè)，這些都離不開(kāi)父母對(duì)他的前期教育，畢竟他們來(lái)到深圳耀華實(shí)驗(yàn)學(xué)校就讀之前，還有9年時(shí)間是在鋪墊，這種鋪墊正是對(duì)曹原基礎(chǔ)教育和擴(kuò)寬思路的時(shí)間。
曹原在 2010年 ，順利考入中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)。這一年曹原14歲，他的高考總分為理科669分。
同年，曹原榮獲中國(guó)科技大學(xué)的郭沫若獎(jiǎng)學(xué)金。這樣的榮譽(yù)沒(méi)有讓曹原驕傲，繼續(xù)努力、勇攀高峰才是曹原該做的事情，他說(shuō)他不能想做“仲永”。也正如曹原所言，他不是一位長(zhǎng)大后就“泯然眾人”的少年神童，在未來(lái)的日子里，他依然延續(xù)著他的神話。
來(lái)到了中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的曹原，被學(xué)校特批送入了“嚴(yán)濟(jì)慈物理英才班”，這可是號(hào)稱(chēng)中國(guó)頂尖科學(xué)家搖籃的班級(jí)。
有一天，曾長(zhǎng)淦教授正在辦公室休息，突然聽(tīng)見(jiàn)了敲門(mén)聲，他抬頭一看，是一個(gè)瘦小的身影，曾長(zhǎng)淦教授微微一笑，說(shuō)道：“曹原？你怎么來(lái)了。”曹原來(lái)到了曾長(zhǎng)淦教授面前，說(shuō)出了自己的想法，他想學(xué)習(xí)石墨烯超晶格知識(shí)，曾長(zhǎng)淦教授聽(tīng)了后，逐漸收斂了笑容，他知道曹原為什么想學(xué)石墨烯超晶格知識(shí)，一定是他想研究石墨超導(dǎo)技術(shù)，并非是曾長(zhǎng)淦教授小瞧了曹原，實(shí)在是這個(gè)石墨超導(dǎo)技術(shù)，全球已經(jīng)研究了一百多年了，但都沒(méi)有大的突破，他擔(dān)心曹原因?yàn)檫@個(gè)選擇而明珠暗投。
曾長(zhǎng)淦教授還是尊重曹原的想法，對(duì)曹原講了利害關(guān)系，最終，曹原堅(jiān)定的點(diǎn)頭，他認(rèn)為他對(duì)石墨超導(dǎo)技術(shù)有信心，也愿意承擔(dān)這樣的責(zé)任。在與曹原父母溝通之后，曹原開(kāi)始學(xué)習(xí)石墨烯超晶格知識(shí)。曾長(zhǎng)淦教授看著毅然決然的曹原，不無(wú)贊賞的說(shuō)道：“雖然我的實(shí)驗(yàn)室出了很多郭沫若獎(jiǎng)，但他在其中非常特殊，必有大成?！?/span>
2012年 ，曹原迎來(lái)了人生重要的一個(gè)機(jī)會(huì)。他作為交流生被派到了密歇根大學(xué)學(xué)習(xí)，交流學(xué)習(xí)之后，曹原不負(fù)眾望，在2013年拿到了中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的“頂尖海外交流獎(jiǎng)學(xué)金”。證明了自己沒(méi)有浪費(fèi)這個(gè)名額，這次前去，意義重大，為他日后的成就打?qū)嵙嘶A(chǔ)。
2015年 ，曹原迎來(lái)了他人生的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在這一年，曹原憑借自己優(yōu)秀的能力和卓越的天賦，被導(dǎo)師推薦到了全球第一大理工科大學(xué)麻省理工學(xué)院攻讀博士學(xué)位。
2018年3月5日 ，《自然》背靠背發(fā)表了兩篇以曹原為第一作者的石墨烯重磅論文。這名中國(guó)科大少年班的畢業(yè)生、美國(guó)麻省理工學(xué)院的博士生發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩層平行石墨烯堆成約1.1°的微妙角度，就會(huì)產(chǎn)生神奇的超導(dǎo)效應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)轟動(dòng)國(guó)際學(xué)界，直接開(kāi)辟了凝聚態(tài)物理的一塊新領(lǐng)域。并于當(dāng)年榮登《自然》雜志影響世界的十大科學(xué)人物榜首。
同年，曹原以22歲的年齡入選了福布斯中國(guó)發(fā)布的2018年中國(guó)“30位30歲以下精英”科技領(lǐng)域榜單，成為了入選者年齡最小的一位。
2020年5月6日 ，24歲的曹原與其博導(dǎo)Pablo Jarillo-Herrero背靠背連發(fā)兩篇Nature文章，介紹魔角石墨烯研究的新突破。其中， 曹原為一篇論文的第一作者，并與導(dǎo)師共同為文章通訊作者。另一篇Nature論文中，曹原與其他兩位作者并列文章第一作者。
這樣一位天才少年，在2018年接受《中國(guó)日?qǐng)?bào)》海外版采訪時(shí)表示， 并不覺(jué)得自己很特別，反而認(rèn)為項(xiàng)目里的每個(gè)人都非常聰明。
在相關(guān)的特寫(xiě)文章中，曹原也稱(chēng)自己“并不特別”，大學(xué)還是讀滿(mǎn)了4年，只是跳過(guò)了中學(xué)階段的一些“無(wú)聊東西”。他在麻省理工的導(dǎo)師評(píng)價(jià)道，曹原的實(shí)驗(yàn)技巧在研究中至關(guān)重要。曹原在內(nèi)心深處是個(gè)“修補(bǔ)匠”，喜歡把東西拆開(kāi)重裝，辦公室里堆滿(mǎn)了計(jì)算機(jī)和自制望遠(yuǎn)鏡的零件，亂糟糟的。
不做“仲永” 曹原科研之路節(jié)節(jié)攀升
2021年，25歲的曹原再次以一篇Nature開(kāi)始了自己的科研進(jìn)程。
在之前，很多人都認(rèn)為曹原是“天才少年”，就是因?yàn)樗哪昙o(jì)太小，和我們比起來(lái)實(shí)在是太年輕了，因此，當(dāng)時(shí)也有不少人持不看好態(tài)度，畢竟天才少年傷仲永的事情我們看的太多。誰(shuí)都不知道他會(huì)不會(huì)是一位“泯然眾人”的少年神童。
曹原曾在采訪里提到，自己不想做“仲永”，勇攀高峰才是該做的事情，很顯然，他做到了。
▲曹原 圖片來(lái)自《自然》雜志
而這個(gè)發(fā)現(xiàn)也讓曹原在2018年登上了Nature年度十大科學(xué)家之首，這是該雜志創(chuàng)刊149年歷史上年齡最小的入榜者。曹原也成了以“第一作者”身份在該雜志上發(fā)表論文的最年輕的中國(guó)學(xué)者。
▲封面圖片暗示曹原發(fā)現(xiàn)的石墨烯“魔角”
2020年5月6日，24歲的曹原與其博導(dǎo)Pablo Jarillo-Herrero背靠背連發(fā)兩篇Nature文章，介紹魔角石墨烯研究的新突破。
據(jù)媒體報(bào)道，第一篇Nature論文中，研究人員致力于通過(guò)對(duì)扭轉(zhuǎn)角的控制，將魔角特性推廣到其他二維研究體系，以調(diào)諧和控制電子-電子相互作用的強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)相似的物理行為。他們采用了一種全新的魔角石墨烯體系：基于小角度扭曲的雙層-雙層石墨烯（TBBG）。
曹原為這篇論文的第一作者，并與導(dǎo)師共同為文章通訊作者。
另一篇Nature論文中，曹原與其他兩位作者并列文章第一作者。
研究團(tuán)隊(duì)致力于研究扭曲角的分布信息。他們以六方氮化硼（hBN）封裝的MATBG為研究對(duì)象，使用納米級(jí)針尖掃描超導(dǎo)量子干涉裝置（SQUID-on-tip）獲得處于量子霍爾態(tài)的朗道能級(jí)的斷層圖像，并繪制了局部θ變化圖。該設(shè)備的相對(duì)精度達(dá)到0.002度，空間分辨率為幾個(gè)莫爾周期。
2021年2月1日，曹原再次在Nature 上刊文，這次他的研究有了新突破，不再拘泥于雙層魔角石墨烯的工作，而是三層！
我們期待曹原在未來(lái)繼續(xù)帶給我們驚喜！
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