图源:Corinna Kern for Nature BY ELIZABETH GIBNEY
为此,他还收获了一个生动的名字,叫「石墨烯驾驭者」(Graphene Wrangler),听起来竟然有种驾驭宇宙魔方的感觉。
那么,他是如何成为「石墨烯驾驭者」的呢?
我们可以从他的7篇Nature了解一下。
2018年,让曹原「一战成名」的那两篇论文描述了关于原子厚度碳片层奇异行为。
2014年,曹原中科大毕业后,在导师的推荐下前往MIT攻读博士,并加入了Pablo Jarillo-Herrero在麻省理工学院的团队,该团队当时已经开始进行将碳片层堆叠和旋转至不同角度的尝试。
曹原的主要工作是考察在堆叠的双层石墨烯中,如果将其中一层相对另一层旋转极小的角度后会发生什么。根据一种理论预测,这种扭曲会极大地改变石墨烯的行为,但许多物理学家对此持怀疑态度。曹原决心创造出这种以微妙角度扭曲的双层石墨烯,并发现了一些奇异的现象。
对石墨烯施加微弱的电场并冷却至绝对零度以上1.7度时,会让能导电的石墨烯变成绝缘体(Y. Cao et al. Nature 556, 80–84; 2018)。这一发现本身不可谓不令人惊讶。
论文:https://www.nature.com/articles/nature26154
曹原说:「我们已经料到这会对整个领域带来巨大影响。但更好的消息还在后面:只需稍微调整一下电场,扭曲的双层石墨烯就能成为一个超导体,让电子实现零电阻流动」(Y. Cao et al. Nature556, 43–50; 2018)。他们在第二个样本中观察到了同样的现象,最终确认了自己亲眼所见的事实。
论文:https://www.nature.com/articles/s41586-021-03192-0
在曹原和其导师发现了「双层石墨烯」能产生超导性后不久,也有人在思考,三层、四层甚至更多层的石墨烯是否也有超导的奇迹发生?
对此,他的导师Pablo鼓励道:「Why not, let’s give it a try and test this idea!」