9个月三篇Nature！25岁“天才少年”曹原再发一篇Nature

这是曹原今年的首篇 Nature，也是他继 2018 年在 Nature 上背靠背发表了两篇论文， 2020 年继续背靠背连发两篇Nature介绍石墨烯后的又一新突破！

这回，曹原介绍的不再是他们双层魔角石墨烯的工作，而是三层！

这位“出道即巅峰”的天才少年，一直在用自己的科研成果告诉我们，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+通讯作者的身份在  Nature 上刊文。

曹原之前发表了很多 Nature 来介绍他们的双层魔角石墨烯的工作，但是这次不一样，这次是三层！

摩尔超晶格（Moiré superlattices）最近已经成为研究相关物理学和超导性的平台，具有前所未有的可调节性。尽管在其他几个摩尔系统中也观察到了相关效应，但魔角扭曲双层石墨烯仍然是唯一一种可重复测量到强超导性的石墨烯。

在此，作者在魔角扭曲三层石墨烯（MATTG）中发现了摩尔超导，其电子结构和超导性能的可调性优于魔角扭曲双层石墨烯。

通过测量霍尔效应和量子振荡作为密度和电场的函数，作者能够确定系统在正常金属状态下的可调相位边界。零磁场电阻率测量表明，超导性的存在与每个摩尔单元的两个载流子产生的破缺对称性相位密切相关。作者发现超导相位受到抑制，并局限于部分围绕破对称性相位的范霍夫奇点，这很难与弱耦合 Barden-Cooper-Schriefer 理论相协调。此外，系统广泛的原位可调性能够达到以 Ginzburg-Landau 相干长度为特征的超强耦合状态，这达到粒子间的平均距离，以及非常大的 TBKT/TF 值，超过 0.1(其中 TBKT 和 TF 分别是 Berezinskii-Kosterlitz -Thouless 是转变温度和费米温度)。

这些观察表明，MATTG 可以在接近二维玻色-爱因斯坦凝聚体的交叉处进行电调谐。该研究结果建立了一系列可调谐摩尔超导体，它们有可能彻底改变我们对强耦合超导的基本认识和应用。

图 1.镜像对称 MATTG 中的电子结构与强超导性

图 2. MATTG 相图

图 3. 超强耦合超导性与 BCS -BEC 交叉的接近度

图 4. |ν| = 2 相的超导性与载流子之间的联系

曹原是谁？为什么叫他“天才少年”？

1996 年，曹原出生在成都。

据曹原的同学介绍，他从小就是个天才。

2007 年，曹原 11 岁时，因天赋秉异，其来到了深圳耀华实验学校就读，在这里，曹原开启了天才之路，一年时间他把小学的课程全部结束。第二年来到了初中部，又花了一年时间初中就毕业了。再用了一年时间，曹原小学同学还在读初中的时候，他就高中毕业参加高考了。

曹原之所以可以一年完成初中学业，一年完成高中学业，这些都离不开父母对他的前期教育，毕竟她们来到深圳耀华实验学校就读之前，还有 9 年时间是在铺垫，这种铺垫正是对曹原基础教育和扩宽思路的时间。

曹原在 2010 年，顺利考入中国科学技术大学。这一年曹原 14 岁，他的高考总分为理科 669 分。

同年，曹原荣获中国科技大学的郭沫若奖学金。这样的荣誉没有让曹原骄傲，继续努力，勇攀高峰才是曹原该做的事情，他说他不能想做“仲永”。也正如曹原所言，他不是一位长大后就“泯然众人”的少年神童，在未来的日子里，他依然延续着他的神话。

来到了中国科学技术大学的曹原，被学校特批送如了“严济慈物理英才班”，这可是号称中国顶尖科学家摇篮的班级，他以少年人的身份进入此班，让很多人惊讶。

这一天，曾长淦教授正在办公室休息，突然听见了敲门声，他抬头一看，是一个瘦小的身影，曾长淦教授微微一笑，说道：“曹原？你怎么来了。”曹原来到了曾长淦教授面前，说出了自己的想法，他想学习石墨烯超晶格知识，曾长淦教授听了后，逐渐收敛了笑容，他知道曹原为什么想学石墨烯超晶格知识，一定是他想研究石墨超导技术，并非是曾长淦教授小瞧了曹原，实在是这个石墨超导技术，全球已经研究了一百多年了，到今天都没有没有大的突破，他担心，一代天下少年因为这个选择而明珠暗投。

曾长淦教授还是尊重曹原的想法，对曹原讲了厉害关系，最终，曹原坚定的点头，他认为他对石墨超导技术有信心，也愿意承担这样的责任。在与曹原父母沟通之后，曹原顺利的开始学习石墨烯超晶格知识。曾长淦教授看着毅然决然的曹原，不无赞赏的说道：“虽然我的实验室出了很多郭沫若奖，但他在其中非常特殊，必有大成。”

2012 年，曹原迎来了人生重要的一个机会。他作为交流生被派到了密歇根大学学习，交流学习之后，曹原不负众望，在 2013 年拿到了中国科学技术大学的“顶尖海外交流奖学金”。证明了自己没有浪费这个名额，这次前去，意义重大，为他日后的成就打实了基础。

2015 年，曹原迎来了他人生的转折点，在这一年，曹原凭借自己优秀的能力和卓越的天赋，被导师推荐到了全球第一大理工科大学麻省理工学院攻读博士学位。

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。

同年，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。

2020 年 5 月 6 日，24 岁的曹原与其博导 Pablo Jarillo-Herrero 背靠背连发两篇Nature文章，介绍魔角石墨烯研究的新突破。其中，曹原为一篇论文的第一作者，并与导师共同为文章通讯作者。另一篇 Nature 论文中，曹原与其他两位作者并列文章第一作者。

这样一位天才少年，在 2018 年接受《中国日报》海外版采访时表示，并不觉得自己很特别，反而认为项目里的每个人都非常聪明。

在相关的特写文章中，曹原也称自己“并不特别”，大学还是读满了 4 年，只是跳过了中学阶段的一些“无聊东西”。他在麻省理工的导师评价道，曹原的实验技巧在研究中至关重要。曹原在内心深处是个“修补匠”，喜欢把东西拆开重装，办公室里堆满了计算机和自制望远镜的零件，乱糟糟的。

不做“仲永”，曹原科研之路节节攀升

2021 年，25 岁的曹原再次以一篇 Nature 开始了自己的科研进程。

在之前，很多人都认为曹原是“天才少年”，就是因为他的年纪太小，和我们比起来实在是太年轻了，因此，当时也有不少人持不看好态度，毕竟天才少年伤仲永的事情我们看的太多。谁都不知道他会不会是一位“泯然众人”的少年神童。

曹原曾在采访里提到，自己不想做“仲永”，勇攀高峰才是该做的事情，很显然，他做到了。

这样一位谦虚有礼的少年，不停的用实际科研行动，向我们做出了展示。

2018 年 3 月 5 日，Nature 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。时至今日，仍然有无数学者试图重复、拓展他的研究。

曹原  图片来自《自然》杂志

而这个发现也让曹原在 2018 年登上了 Nature 年度十大科学家之首，这是该杂志创刊 149 年历史上年龄最小的入榜者。曹原也成了以“第一作者”身份在该杂志上发表论文的最年轻的中国学者。

封面图片暗示曹原发现的石墨烯“魔角”

2020 年 5 月 6 日，24 岁的曹原与其博导 Pablo Jarillo-Herrero 背靠背连发两篇 Nature 文章，介绍魔角石墨烯研究的新突破。

据纳米人微信号消息，第一篇 Nature 论文中，研究人员致力于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。他们采用了一种全新的魔角石墨烯体系：基于小角度扭曲的双层-双层石墨烯（TBBG）。

曹原为这篇论文的第一作者，并与导师共同为文章通讯作者。

需要指出的是，通讯作者通常由教授等课题组长担任。曹原成为通讯作者，表明他是论文的主要创意贡献者之一。

另一篇 Nature 论文中，曹原与其他两位作者并列文章第一作者。

研究团队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，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。该设备的相对精度达到 0.002 度，空间分辨率为几个莫尔周期。

2021 年 2 月 1 日，曹原再次在 Nature 上刊文，这回，他的研究有了新突破，不再拘泥于双层魔角石墨烯的工作，而是三层！

我们期待曹原在未来继续带给我们惊喜！

本文募格学术整理自微算云平台（Sapere Aude）、Nature、纳米人、安徽商报、新安晚报 、科学网、募格学术此前报道。版权属于原作者，仅用于学术分享