“海啸级”后浪一天两登《Nature》，还都是一作！95后天才少年引热议

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后浪来了，还是海啸级的。

5月6日，在最新一期的《Nature》上，96年出生的“天才少年”曹原与其博导Pablo Jarillo-Herrero背靠背连发两篇Nature文章，介绍了在魔角石墨烯中取得的系列新进展。

其中一篇，曹原是第一作者兼共同通讯作者，另一篇曹原为共同第一作者。一般来说，通讯作者会由教授等课题组长担任，第一篇论文中曹原可以担任通讯作者，也说明了他是论文的主要创意贡献者。

科研圈的人对曹原这个名字一定不陌生，1996年出生的曹原在2010年考入中国科学技术大学少年班，并入选严济慈物理英才班。在校期间表现优异，2014年获中国科大毕业生最高荣誉郭沫若奖学金，之后赴美国MIT攻读博士学位。

值得一提的是，这不是这位95后少年第一次在《Nature》杂志同期刊发两文，2018年3月5日，曹原在《Nature》杂志上连发两文报道石墨烯超导的重大发现，这位当时年仅22岁的博士生第一次以第一作者的身份登上了《Nature》杂志。

也是因为这一重要发现，曹原获评Nature 2018年度十大人物之一，并居榜单首位，轰动一时。

时隔近两年，被称为石墨烯驾驭者、让原子厚度碳片层成为超导体的博士研究生携两篇论文归来，再次双发《Nature》，也昭示了魔角石墨烯研究的重大进展。

能让Nature两篇连发的研究本身究竟有何魅力，在石墨烯领域得到了怎样的研究结果，和文摘菌一起来看看。

一己之力破解超导研究百年难题，两次双发《Nature》

要理解一系列研究，还要先从超导体的发展史讲起。

早在1911年，人类第一次发现超导体的存在，荷兰物理学家Heike Kamerlingh Onnes发现将汞冷却到-269℃时，电阻就会降为零，能源的消耗也将降到最低。

此后，科学家们不断发现新的超导体，但遗憾的是，始终没有一种超导体真正实用。在这一领域上，物理学家们仿佛陷入了瓶颈期。

时隔一百年，超导的研究终于有了重大突破！而突破了这个众多物理学家都钻研不出的难题的正是当时年仅22岁的曹原！

2017年8月，曹原和他的团队发现，原来石墨烯就可以实现超导，只需将两层石墨烯旋转到特定的角度1.1°)再进行叠加，就可以实现零电阻传导，即刻显现超导特性。

有博后@cheby chev用cpu解释曹原团队这一研究的突破性，“相当于揭示了我可以把一张白纸揉吧揉吧就能变成一个CPU”。

实至名归。据我这几年的观察，基础学科很久没有出现过单个工作产生如此大影响力的事件了。之前的nature人物多是成名的大师，在一个充分竞争的领域耕耘很多年，但这次这个工作实在属于平地惊雷，出乎所有人意料。打一个不一定恰当的比方，这个工作相当于揭示了我可以把一张白纸揉吧揉吧就能变成一个CPU。按内行人的话说，强关联超导或者大家常说的高温超导可以说是当今凝聚态物理皇冠上的明珠。它的解决似乎能对其它各方面有巨大应用价值，而又包含了各个方面的问题。而石墨烯又几乎是可以轻松制备的材料里最简单可控，大家理解最清楚的。把这两个极端联系起来，用的只是一个1.08度的转角。可以封神了。

曹原也因为这一研究突破，成为了《自然》杂志发布的2018年度影响世界的十大科学人物之一。石墨烯的"魔角"也登上了当时《自然》杂志的十大人物特刊的封面图。

曹原的“石墨烯的驾驭者”这一称号，也由此得来。

再来聊聊“石墨烯”这种神奇的材料。

首先，作为一种电催化剂，石墨烯可以通过掺杂一种或者多种元素来提升电催化作用，这种材料也因此受到学术界热捧。

关于这次曹原新发的两篇论文，总的来说都是对之前魔角的延展探索。

根据知乎匿名用户的回答，曹原的第一篇论文主要回答了“两个双层石墨烯在扭转之后会产生什么样新奇的物态”的问题。

曹原团队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。研究结果将为探索多平带双扭超晶格中扭角和电场控制的相关物质相提供理论依据。

根据匿名用户的知乎回答：

本文的重中之重就是图3，给出了半占据态是自旋极化的证据。方法是分别加面外和面内磁场，abc中我们看到，加面外磁场这些绝缘态有一个很大的偏离，并出现了nu = 3的态b中有很多线状的和震荡的特征，有点意思)，加面内磁场则移动不大，也出现了nu=3的态。这三个图其实非常干净，这样的绝缘态的测量确实非常难测稳，还要注意居里热。调整电场并测变磁场，在面外磁场达到5T时发生了一个类似相变的信号。f,g综合了响应的变温信号，更清楚的给了相变和拟合出来的g=1.5因子面内)，g=3.5面外，面内g值非常接近自旋贡献g=2的理论值用excitation gap拟合出来较小很正常)。结合理论，一个比较好的解释是这是一个自旋极化的态。

在另一篇Nature论文中，曹原等人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，通过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。这项研究为相关物理现象的实现和应用提供了指导。

“这才是应该上科学热榜的问题”

事件一出，迅速引爆了知乎，相关话题登上知乎热榜，目前已有接近两百万的浏览量。

同为物理学博士在读的知乎答主@Genoa表示，“这才是应该上科学热榜的问题”“这才是石墨烯领域应该有的paper”。

由于专业方向不同感谢祖师爷没让我和这位天才撞车)，不好深入讨论相关的东西，不过两年前和同学们讨论曹原第一次连发nature的时候，大家都已经做好了心理准备：这绝对只是个开始，魔角石墨烯绝对能给这个领域带来非常多的新思路，这才是石墨烯领域应该有的paper，而不是随便掺个什么玩意儿测一遍物化性质然后水一篇文章。最可怕的事就是比你聪明的人还比你更努力，曹原大佬不仅做到了，而且还实现的非常快。除了佩服，真的找不到其他合适的词汇了。

不止研究结果强悍，同出身中国科学技术大学的理学博士、知乎用户@全球变冷也对于曹原的研究方法和应用价值十分肯定，评价道，“关键科学问题提炼准确，具有较强的工程应用价值”。