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曹原(10少),又一篇Nature!

发布时间:2021-07-27

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7月22日 ,我校曹原(10少)校友与Jeong Min Park,Pablo Jarillo-Herrero等人在《自然》发文,通过实验展示了魔角石墨烯的超导机理,并发现魔角石墨烯的超导性在强磁场条件中仍能稳定存在,是一种比较罕见的防磁超导材料。

这已经是曹原人生中的第8篇nature,仅2021年上半年就密集发布了4篇。以下为曹原所发nature的论文概览:

1.Unconventional superconductivity in magic-angle graphene superlattices (2018.3.5)

https://www.nature.com/articles/nature26160

2.Correlated insulator behaviour athalf-filling in magic-angle graphene superlattices(2018.3.5)

https://www.nature.com/articles/nature26154

3.Tunablecorrelated states and spin-polarized phases in twisted bilayer–bilayer graphene(2020.5.6)

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2260-6

4.Mapping the twist-angle disorder and Landau levels in magic-angle graphene(2020.5.6)

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2255-3

5.Tunable strongly coupled superconductivity in magic-angle twisted trilayer graphene(2021.2.1)

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03192-0

6.Flavour Hund’s coupling, Chern gaps and charge diffusivity in moiré graphene(2021.3.31)

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03366-w

7.Entropic evidence for a Pomeranchuk effect in magic-angle graphene(2021.4.7)

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03319-3

8.Pauli-limit violation and re-entrant superconductivity in moiré graphene(2021.7.21)

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03685-y


此次发布的文章详情如下:

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第一作者:曹原, Jeong Min Park

通讯作者:曹原, Jeong Min Park, Pablo Jarillo-Herrero

通讯作者单位:麻省理工学院


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魔角石墨烯的超导效应示意图


作者在较高的磁场中观测到在较窄的载流子浓度区间和偏置电压中能够重复获得超导性的现象,说明在三层魔角石墨烯材料中产生的超导性来自于非自旋单重态的Cooper对,通过外部磁场控制能够实现在不同相之间转变。作者通过相关研究,展示了Moiré超导量子材料中丰富的物理现象和作用规律,为发展和设计新型量子材料提供帮助,说明魔角石墨烯作为一种比较罕见的防磁超导材料。


论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03685-y

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研究意义


这次曹原等在实验中发现魔角石墨烯中的超导对应于自旋三重态电子库伯对。本文研究为发展能够在实验中进行超导性调控的新型材料提供机会,这种材料可能用于容错量子计算等重要的应用场景,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方向。


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曹原(10少),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”。在校期间曾获得郭沫若奖学金。2018年3月5日,《自然》背靠背发表了两篇以曹原为第一作者的石墨烯重磅论文。这名中国科大少年班的毕业生、美国麻省理工学院的博士生发现当两层平行石墨烯堆成约1.1°的微妙角度,就会产生神奇的超导效应。这一发现轰动国际学界,直接开辟了凝聚态物理的一块新领域。并于当年荣登《自然》杂志影响世界的十大科学人物榜首。2018年,曹原以22岁的年龄入选了福布斯中国发布的2018年中国“30位30岁以下精英”科技领域榜单,成为了入选者年龄最小的一位。