芥末堆芥末堆

25岁发8篇Nature,曹原证明三层石墨烯“自旋三重态”超导性

作者:新智元 发布时间:

25岁发8篇Nature,曹原证明三层石墨烯“自旋三重态”超导性

作者:新智元 发布时间:

摘要:曹原在Nature发表了关于魔角石墨烯的最新研究成果。

62e15a99ba2d8b90ea9a192a0020fad3.jpg

魔角扭曲三层石墨烯中罕见的自旋三重态超导现象

刚刚,95后“石墨烯驾驭者”曹原又在Nature上发文了!这是一篇关于魔角石墨烯的最新研究成果,与此同时,他迎来了自己人生中第八篇Nature!而这距离他上一次发表Science仅仅过去了三个月。

95后Nature狂魔曹原再出击!刚刚,他迎来了自己的第8篇Nature论文:

37b30cb454c7b24ec107b970c10e5ae7.jpg

96年、8Nature1Science

仅2021年上半年,曹原就已经发表了3篇Nature+1篇Science,发表间隔时间最长不过一个月,最短仅7天。

c3cb0632c22c1fa6e5104a2ad80c587f.jpg

今年4月,曹原7天内发两篇Nature

因此,他还收获了一个生动的名字,叫“石墨烯驾驭者”(Graphene Wrangler),听起来竟然有种驾驭宇宙魔方的感觉。

在这篇新的文章中,一种被称为“魔角扭曲三层石墨烯”的材料系统表现出超导性。

这可能会促进量子计算的进步。

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。

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。

12792f3e6426c48e3e042fe23873319a.jpg

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”。

03a1e3e9745111845fe8b7e98341f244.jpg

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。

957112dffbc5743530e1cd392fe07eab.jpg

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。10f7b4a5686b6ff39f49a8e10ec7e487.jpg

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。

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。”

b9267535990bafc4ba710a320c61cf5c.jpg

2010年,14岁的曹原考入中科大“严济慈物理科技英才班”,是严济慈班第一届学生。

和曹原同班的还有量子计算原型机“九章”研发团队最年轻成员邓宇皓,7次在国际核心期刊发表研究论文的任亚飞。

严济慈班的录取标准同样是不唯成绩论,关键要有兴趣,要找“谈起物理手舞足蹈的人”。

同样,前不久清华公布了“丘成桐数学科学领军人才培养计划”,不用高考,初三可报,在被问及“领军人才”应该具备什么素质时,丘成桐先生表示:“要有好奇心,想学好数学。”

兴趣和好奇心能带来长久的坚持,但也只是科研这场漫长旅程的“入场票”,除了这两点之外,还要有一种早已注定但却无法决定的东西——天分。

很幸运,这两样东西曹原都有了。

也正因此,他的科研之路一直走到今天,而「8篇Nature」只是截至目前这段科研旅程中的点缀。

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。

本文转载自微信公众号“新智元“(ID:AI_era),来源:Nature,编辑小匀、yaxin。文章为作者独立观点,不代表芥末堆立场,转载请联系原作者。

1、本文是 芥末堆网转载文章,原文:新智元
2、芥末堆不接受通过公关费、车马费等任何形式发布失实文章,只呈现有价值的内容给读者;
3、如果你也从事教育,并希望被芥末堆报道,请您 填写信息告诉我们。
来源: 新智元
芥末堆商务合作:010-5726 9867
  • 25岁发8篇Nature,曹原证明三层石墨烯“自旋三重态”超导性分享二维码