曹原石墨烯真假 石墨烯天才少年曹原

在科学研究的最前沿，魔角石墨烯这一新兴领域吸引了全球学者的关注。6月11日，国际顶尖学术期刊《自然》同时发布了两篇关于该领域的重要论文，其中“天才少年”曹原的名字再次赫然在列，展现出他在此领域的卓越贡献。

此次发表的两篇论文分别由以色列魏茨曼科学研究所与麻省理工学院（MIT）Pablo Jarillo-Herrero课题组合作完成，另一篇来自美国普林斯顿大学。两篇论文的核心探讨了相同的科学问题：以往的研究表明，将两层石墨烯在魔角（约1.1度）偏转时，材料在低温下会展现出一系列奇特的电子状态，包括超导体、关联绝缘体和拓扑体。问题在于，如何从微观层面深入理解这些状态的形成机制？

以色列与MIT的合作研究通过局域电子压缩性的测量，揭示了这些相的起源在于一个能带丰富的高能态。当载流子注入系统时，电子并非均匀填充，而是通过一系列急剧的相变过程实现。在莫尔晶格的整数层附近，表现出显著的非对称跃迁。研究认为，这种对称性的显著破坏与狄拉克电子特征的恢复，共同塑造了魔角石墨烯的基础态。

普林斯顿大学的研究则利用高分辨率扫描隧道显微镜，揭示了电子在填充魔角石墨烯时所经历的一系列光谱跃迁。每当一个莫尔带被填满，其化学势便会发生显著变化，低能激发会重新排列。这一光谱特征源于库伦相互作用，并对垂直磁场极为敏感。

该研究表明，所描述的级联跃迁过程揭示了魔角石墨烯如何从高温母态演变为低温下的多样电子相。这两项成果为魔角石墨烯的电子微观机制提供了互补性的理解。两篇论文草稿于去年12月同日上传至预印本网站，最终于《自然》上同步发表。

魔角石墨烯

超导性是20世纪科学的重大突破之一，指某些材料在降温至临界温度时电阻会骤然消失。早在1908年，荷兰科学家翁内斯成功制备液氦，并在此温度下研究物质的热力学与电学特性。1911年，他发现汞的电阻在4.2K（-269℃）以下完全消失，首次定义了超导现象，并因此获得1913年诺贝尔物理学奖。

石墨烯是一种由单层碳原子构成的六角形晶格材料。尽管早期研究已发现石墨烯具备超导电性，但这一特性通常发生在与其他材料接触时，且可通过常规超导性理论解释。当曹原与其导师Jarillo-Herrero将两层石墨烯角度偏转时，他们在特定的“魔角”下发现了异常的超导现象。

在今年5月，Jarillo-Herrero和曹原再次在《自然》期刊上发表了两篇关于魔角石墨烯的后续研究论文。在其中一篇中，他们利用纳米级针尖扫描超导量子干涉装置，获得了量子霍尔态下朗道能级的断层图像，首次清晰地描绘了魔角石墨烯的结构，角分辨率达到令人惊叹的0.002度。

另一篇论文则通过精确控制扭转角度，将魔角的特性推广至其他二维材料研究，调节和控制电子间的相互作用强度，以实现类似的物理行为。这些研究结果为未来探索多平带双扭超晶格中扭角与电场控制下的相关物质相提供了理论支持。

曹原出生于1996年的成都，14岁便以669分的优异成绩进入中科大少年班。在本科阶段，他获得中科大的最高荣誉——郭沫若奖学金，随后赴MIT攻读博士学位，并加入了Jarillo-Herrero的研究团队。导师对他的实验技能给予了高度评价，称其在研究中发挥了至关重要的作用。曹原因发现魔角石墨烯而被《自然》评选为2018年度影响世界的十大科学人物。

通过不断的探索与创新，曹原和他的团队为魔角石墨烯的研究开辟了新的视野。这些研究不仅深化了我们对材料科学的理解，也为未来在量子计算及其他应用领域的进步奠定了基础。