曹原再次連發2篇Nature!時隔兩年天才少年再現壯舉

來源 |納米人、材料科學與工程、Pubmed等

5月7日，被譽為「天才少年」、「石墨烯駕馭者」的95後博士曹原分別以第一作者兼共同通訊作者、以及共同第一作者的身份，在Nature上連發2篇論文。這也是在繼2018年3月5日在 Nature 以背靠背長文形式在網站刊登了重大研究成果後，曹原再次背靠背連發兩篇Nature。

時隔2年，曹原再次做出這樣的壯舉。連續兩次背靠背以第一作者身份發表四篇Nature，即便是學術界大咖也沒有幾人能做到。被稱為中國「量子之父」的潘建偉院士是27歲在《自然》上發表第一篇論文的，中國結構生物學領軍人物施一公是32歲時在上面發表第一篇文章的。

據顯示，第一篇Nature論文中，研究人員致力於通過對扭轉角的控制，將魔角特性推廣到其他二維研究體系，以調諧和控制電子-電子相互作用的強度，實現相似的物理行為。他們採用了一種全新的魔角石墨烯體系：基於小角度扭曲的雙層-雙層石墨烯（TBBG）。

另一篇Nature論文中，研究團隊致力於研究扭曲角的分布信息。他們以六方氮化硼（hBN）封裝的MATBG為研究對象，使用納米級針尖掃描超導量子幹涉裝置（SQUID-on-tip）獲得處於量子霍爾態的朗道能級的斷層圖像，並繪製了局部θ變化圖。該設備的相對精度達到0.002度，空間解析度為幾個莫爾周期。

雖然此次連發兩篇Nature引發廣泛關注，但對曹原來說並非難事。

2018年首次背靠背連發兩篇Nature

2018年3月5日，曹原以第一作者身份在《Nature》上連發兩篇文章，發現當兩層平行石墨烯堆成約1.1°的微妙角度，賦予石墨烯超導能力的「魔角」，從而引發奇特的超導效應，當時Nature雜誌來不及排版就連發兩篇關於轉角石墨烯的重大成果，並配以評述。國內外學術界為之震動，開闢了凝聚態物理的新領域，而文章的第一作者均為年僅22歲的博士生曹原。

曹原發現了讓石墨烯實現超導的方法，這開創了物理學一個全新的研究領域，有望大大提高能源利用效率與傳輸效率，這份雜誌將曹原稱作是「石墨烯的駕馭者」。

圖源：2018年曹原雙發Nature

這兩篇Nature發了之後，你知道曹原有多炙手可熱嗎？據 Nature 特稿透露，曹原在中國科技大學讀本科時的指導老師、中科大物理學家曾長淦表示，全球各大高校已經在用博士後職位，甚至是教職崗位來吸引他，「在中國的凝聚態物理學家中，每個人都知道他的名字」。

為何曹原的科研成果受到如此重視呢？這還得從「超導體」的發現講起：

1911年，荷蘭物理學家卡末林·昂內斯因發現一種能將電子損失降到0的傳輸材質，即「超導體」，而獲得諾貝爾獎物理學獎。

超導體有助於大幅降低電力傳輸過程中的巨大能源損耗。但令人遺憾的是，要想實現這種傳輸條件，環境必須在冷卻至絕對零度（零下273攝氏度）之下。

此後，無數科學家前赴後繼，希望研製出能在常溫條件下實現「超導體」性能的材料，但均以失敗告終。

而曹原的貢獻就是在於發現了讓石墨烯實現超導的方法。具體而言，就是發現了當兩層平行石墨烯堆成約1.1°的微妙角度（魔角）時，就會產生以0電阻傳輸電子的神奇超導效應。

這也讓曹原在2018年登上了Nature年度十大科學家之首，這是該雜誌創刊149年歷史上年齡最小的入榜者。曹原也成了以「第一作者」身份在該雜誌上發表論文的最年輕的中國學者。

曹原 圖源：Nature

Nature在年度文章中介紹他為：「開創了一個全新研究領域的傑出科學家」。這些成績也讓曹原被寄予厚望。一些報導稱他「或將成為最年輕的諾貝爾獎獲得者」。

2020年1月13日，被譽為諾獎風向標的沃爾夫物理獎出爐。曹原導師Pablo Jarillo-Herrero因魔角石墨烯相關研究獲獎。令人遺憾的是，既是實驗論文第一作者、又是通訊作者的曹原卻與沃爾夫獎失之交臂。不過他並沒有為此氣餒，依舊專注於科研研究工作中。

曹原開掛的學習經歷

雖然還不能說他就是傳奇，但是曹原卻一直擁有開掛的人生：曹原，1996年出生，到如今也才24歲；2007年，到深圳耀華實驗學校讀書，曹原用了三年的時間讀完小學六年級、初中和高中的課程。

2010年，年僅14歲的曹原以總分669分的成績考入中科大少年班，2014年獲得中國科大畢業生最高榮譽郭沫若獎學金，畢業後到美國深造，現為美國麻省理工學院博士生。

2018年的研究成果，已經引起學界轟動，曹原也聲名鵲起。2018年12月18日，世界頂尖學術期刊《自然》雜誌發布本年度科學人物，曹原位居榜首；同時曹原也入選福布斯中國發布的2018年中國「30位30歲以下精英」科技領域榜單，成為了年齡最小的人選者。同年他還獲得了「2018全美十大華人傑出青年」稱號。

2018年12月，曹原回到母校中國科學技術大學，與嚴濟慈英才班的學弟學妹們分享了自己的留學科研經歷，並做了題為「what are Magic-angle Graphene superlattices」的報告，詳細地介紹了他整個石墨烯超導的研究歷程。把自己的科研經歷和成果帶回了母校。

留學生的楷模

不但有鑽研的精神，還有報效祖國的決心，曹原為留學生做出了榜樣。其實這樣的榜樣還很多，鍾南山院士在接受採訪時回憶說：「國家那麼困難的時候還送我們出去留學，我們從來都沒想過不回來。」

根據教育部統計數據，從1978年到2018年底，各類出國留學人員累計達到585.71萬人，其中已完成學業的432.32萬人，這其中有365.14萬人在完成學業後選擇回國發展，佔已完成學業群體的84.46%。越來越多的優秀人才學成回國效力，祖國的發展也會越來越好。

曹原，1996年出生，籍貫四川成都。2010年，14歲的曹原從深圳耀華實驗學校考入蜚聲中外的中國科學技術大學少年班學院，併入選「嚴濟慈物理英才班」。曹原先後兩次榮獲中國科學技術大學新創校友基金會設立或資助的海外交流獎學金與郭沫若獎學金（後者是中國科大本科生最高榮譽獎）。

曹原在本科時即在丁澤軍教授與曾長淦教授實驗室展開研究，發表過論文。曾長淦教授也曾稱讚曹原：「(本科)在我們實驗室還發了一篇PRB理論文章呢，當時就覺得他太厲害了」。

本文來源：納米人、材料科學與工程、Pubmed等

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