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约2年前，麻省理工学院物理学家PabloJarillo-Herrero所带领的团队，首次发现只要将两层石墨烯旋转到特定的“魔法角度”相互叠加，它们就可以在零阻力的情况下传导电子。该发现被认为或是数十年来寻找室温超导体十分重要的一步。

Nature连刊两文报道了团队的这一“魔角石墨烯”发现，第一作者均为当时年仅21岁的麻省理工学院博士生曹原。曹原因此开创性工作入选“年度十大人物”榜单，成为该领域的风向标人物。

曹原于年出生，籍贯四川成都，年考入中科大少年班，并入选“严济慈物理英才班”，是年中科大本科生最高荣誉奖——郭沫若奖学金获得者。现为麻省理工学院电气工程与计算机科学系博士生，师从麻省理工学院物理学家PabloJarillo-Herrero。

PabloJarillo-Herrero教授同样因其“魔角石墨烯”研究获得年巴克利凝聚态物理奖（OliverE.BuckleyCondensedMatterPhysicsPrize）、年沃尔夫奖。

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曹原和他的导师PabloJarillo-Herrero（来源：MIT）

近日，Pablo团队再度于Nature发表他们在“魔角石墨烯”上的研究，曹原分别为一作和共同第一作者。

最新的两篇背靠背文章，探讨用同样的方法应用于其他二维材料体系，继续完善“魔角石墨烯”相关的理论和实验研究。基于“魔角石墨烯”的一系列发现，有望在未来应用到诸如能源、电子、环境科学和计算机产业等领域。

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年的Nature杂志十大人物封面图致敬“魔角石墨烯”研究（来源：Nature）

在年的研究中，Pablo、曹原团队将两层石墨烯在叠加并使其碳原子图案偏移1.1°的角度，最后制备的材料竟然具有超导特性。

尽管该系统仍需要冷却到绝对零度以上1.7度，但结果表明，它可能像已知的高温超导体一样导电，这已让物理学家兴奋不已。（参加报道：《21岁MIT中国科学家连发两篇《Nature》论文：室温超导有望实现重大突破，石墨烯揭开其中“魔法”

独家》）

当时，马德里材料科学研究所物理学家ElenaBascones就表示，“如果这一发现得到证实，可能对理解高温超导十分重要”。斯坦福大学的物理学家、诺贝尔奖获得者RobertLaughlin说，“我们可以期待在接下来的几个月里，会有疯狂的实验活动来填补蓝图中缺失的部分”。

图丨德州大学奥斯汀分校的物理学教授AllanMacDonald和博士后RafiBistritzer最早在理论上预言了“魔角石墨烯”（来源：DavidSteadman,DavidSteadman/UniversityofTexasatAustin）

果不其然，在Pablo、曹原团队的成果发布之后，“魔角石墨烯”实验得到多个团队的重复，并吸引到越来越多的物理学家投入到双分子层石墨烯神奇特性的研究之中，“魔角石墨烯”成为红极一时的全新方向，相关的成果接二连三地登上Science、Nature等顶级期刊。

通常而言，超导体大致有两种类型：常规的超导体，即其活动可以用超导的主流理论来解释；非常规的超导体，即不能用主流理论解释的。而根据麻省理工团队的研究，石墨烯的超导行为属于后者，并且与其他的非常规超导体——铜氧化物超导体的活动类似。

石墨烯一直是一种神奇的材料，具有令人惊讶的特性：这种由单层碳原子以六边形延伸构成的片状材料比钢还强、比铜导电性还好。它在与其他材料接触时，也曾表现出超导性，但这种行为可以用常规超导性来解释。

而且，石墨烯这种材料比较简单，科学家已经对其研究得算比较透彻，目前不少相关研究正在聚焦如何大量制备稳定的、优质的石墨烯。所以，利用石墨烯来研究非常规超导现象，可以有效加快科学家实现室温超导的步伐。

现在，这支麻省理工团队带来了更多扩展性的“魔角石墨烯”研究。

图丨PabloJarillo-Herrero实验室此前制备的一个样品，用于测试石墨烯的物理特性（来源：Jarillo-Herrero实验室）

在5月6日的最新文章中，第一篇成果“Tunablecorrelatedstatesandspinpolarizedphasesintwistedbilayerbilayergraphene”，曹原及其同事较为针对地探求了魔角石墨烯性质的可控性。

研究团队采用了小角度扭曲的双层-双层石墨烯（TBBG）体系作为研究对象，并以此制作了双栅极高迁移率的器件投入实验，探求了扭转角度、外加电位移场和磁场对其性质的影响。

从物理层面上来说，TBBG由两层未旋转的伯纳尔堆叠（Bernal-stacked）的双层石墨烯组成，具有丰富的相图，并具有可调的相关绝缘体状态。实验结果显示，该体系对于扭转角度、外加电位移场和磁场都较为敏感，出现了明显的绝缘体控制开启和阻断的状态。而这些实验方法和结果或能在相似结构的二维材料上展开研究，并得出更多研究成果。

（来源：Nature）

而在第二篇文章“Mappingthetwist-angledisorderandLandaulevelsinmagic-anglegraphene”，团队

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