25岁天才曹原再发《Nature》!开局就是这么牛,自己的记录自己破( 三 )


这次曹原团队的论文 , 正是对之前研究工作的进一步深入 。
不难看出 , 这次Nature发表的两篇魔角石墨烯论文成果 , 在电子微观机制层面形成了互补 。
而且 , 这两篇论文草稿都是同一天上传到预印本网站 , 又在Nature上同一天发表 。
第三层是啥?
好了 , 我们在了解了“两层”后 , 现在就可以看“第三层”了 。
在“双层魔角”成名之后 , 科学家们一直在寻找其他可以经过扭转而表现出超导性质的材料 , 很遗憾的是 , 除了“双层魔角石墨烯”后 , 再也没发现其他材料具备相似的特性 。
直到在2021年2月1日《Nature》刊发的最新论文中 , 曹原团队“在三层石墨烯组成的‘三明治’中观察到了超导性!而且 , 在这个新发现的三层结构中 , 位于中间一层的石墨烯相对于外层以新的角度扭转 , 它的超导性比双层魔角结构更加稳定!!

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理论物理学家曾经提出过:如果将三层石墨烯像三明治一样堆叠 , 中间层相对于两个外层扭转1.56度 , 那么这种扭曲构型将产生一种对称性 , 从而促使材料中的电子配对 , 形成无阻力的电流 , 即超导的标志 。
曹原和团队成员在制造了几个这样的“三明治”结构后 , 他们把电极连接到结构的两端 , 通过测量没有观察到能量耗散 , 这也就意味着它确实是超导体 。
研究人员还可以通过施加和改变外部电场的强度来调节结构的超导性 。 通过调节三层结构 , 能够产生超强耦合超导性 , 这是一种奇特的电学行为 , 在其他所有材料中很少见 。

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图1镜像对称MATTG中的电子结构与强超导性

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图2MATTG相图

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图3超强耦合超导性与邻近BCS-BEC交叉点

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图4超导电性与从|ν|=2相位出现的载流子之间的联系
Jarillo-Herrero(曹原的导师、同时也是这篇论文的通讯作者)说:“目前尚不清楚魔角双层石墨烯是不是特例 , 但现在我们知道它并不孤单 , 它有一个三层表亲 。 这种超可调(hypertunable)超导体的发现将转角电子学领域扩展到了全新的方向 , 在量子信息和传感技术中具有潜在的应用 。 ”
就目前的情况而言 , 毫无疑问 , 曹原和团队的研究成果已经站在了超导体研究有史以来的最前端!
【25岁天才曹原再发《Nature》!开局就是这么牛,自己的记录自己破】相信未来 , 这位走向国际的天才少年 , 一定能成为伟大的科学家!也能够像他说的那样 , “希望将更多的时间用来为中国科技创造更多奇迹!”