今天 ，我校曹原校友與美國麻省理工學院 Jeong Min Park等人在《自然》發文，報告三層扭轉石墨烯能夠表現出超導性。這個“三明治”比雙層的“魔角”石墨烯更加穩定，并且能夠通過兩種相互獨立的方式進行調節。這樣的結構或有助于理解實現高溫超導需要的條件。

當兩片石墨烯以 1.1° 的扭轉角度交錯排列，這個雙層結構就會轉變為非常規的超導體，從而使電流無阻通過，而不會浪費能量。這種“魔角”石墨烯結構及其超導效應由美國麻省理工學院（MIT）物理學教授 Pablo Jarillo-Herrero 團隊在 2018 年首次發現。這項研究也讓中科大少年班畢業生、當時年僅 21 歲的曹原“一戰成名”：他以共同第一作者/共同通訊作者的身份首次在同一天發表了兩篇《自然》（Nature）論文，隨后他成為了《自然》 2018 年十大科學人物中最年輕的學者。

扭轉電子學（twistronics）領域從此興起。此后，科學家一直在尋找其他可以經過扭轉而表現出超導性質的材料。但是到目前為止，除了最初的雙層“魔角”石墨烯以外，沒有發現其他材料具備相似的特性。

近日，已經成為博士后的曹原再次以共同第一作者身份在《自然》發文報告，在三層石墨烯組成的“三明治”中觀察到超導性。在新的三層結構中，中間一層石墨烯相對于外層以新的角度扭轉，其超導性比雙層結構更穩定。

該論文 2 月 1 日在《自然》發表， Jeong Min Park 和曹原為共同一作，此外曹原還與他的導師、Pablo Jarillo-Herrero 共同擔任論文通訊作者。日本國立材料科學研究所（National Institute of Materials Science）的渡邊賢司（Kenji Watanabe）和谷口尚（Takashi Taniguchi）也參與了這項研究。

研究人員還可以通過施加和改變外部電場的強度來調節結構的超導性。而通過調節三層結構，研究人員能夠產生超強耦合超導性，這是一種奇特的電學行為，在其他所有材料中很少見。

Jarillo-Herrero 說：“目前尚不清楚魔角雙層石墨烯是不是特例，但現在我們知道它并不孤單，它有一個三層表親。這種超可調（hypertunable）超導體的發現將轉角電子學領域擴展到了全新的方向，在量子信息和傳感技術中具有潛在的應用。”

曹原

曹原，2010年考入中國科學技術大學少年班，并入選“嚴濟慈物理英才班”。在校期間曾獲得郭沫若獎學金。2018年3月5日，《自然》背靠背發表了兩篇以曹原為第一作者的石墨烯重磅論文。這名中國科大少年班的畢業生、美國麻省理工學院的博士生發現當兩層平行石墨烯堆成約1.1°的微妙角度，就會產生神奇的超導效應。這一發現轟動國際學界，直接開辟了凝聚態物理的一塊新領域。并于當年榮登《自然》雜志影響世界的十大科學人物榜首。2018年，曹原以22歲的年齡入選了福布斯中國發布的2018年中國“30位30歲以下精英”科技領域榜單，成為了入選者年齡最小的一位。