曹原學(xué)弟周昊欣一天發(fā)2篇Nature，還是石墨烯領(lǐng)域，網(wǎng)友：中科大少年班人才輩出！

十三 2021-09-19 13:12:22 來源：量子位

明敏 豐色 發(fā)自 凹非寺

量子位 報(bào)道 | 公眾號(hào) QbitAI

一天連發(fā)2篇Nature，還都是一作。

石墨烯領(lǐng)域又迎來一位新星——周昊欣。

這怎么有點(diǎn)曹原的感覺啊？

還別說，他們之間還真的頗有淵源。

周昊欣和曹原一樣，都來自中科大少年班，只比曹原低一屆。

2015年周昊欣從少年班畢業(yè)后，直博加州大學(xué)圣巴巴拉分校。

此后幾年間他并未以一作身份在Nature、Science正刊上發(fā)表過論文。

但不鳴則已，一鳴驚人。

這次，周昊欣在菱面三層石墨烯方面的重磅研究成果在最新一期的Nature上背靠背連發(fā)兩篇論文，直接驚艷所有人，而這些成果將為石墨烯超導(dǎo)帶來更多可能。

同時(shí)也讓人不禁感嘆：

科研真的需要毅力啊！

兩篇都以手稿形式直接發(fā)表

與曹原研究的魔角石墨烯不同，周昊欣主要研究的是菱面石墨烯。

曹原的魔角石墨烯成果很轟動(dòng)，但它也存在一個(gè)重要問題：

那就是特定的旋轉(zhuǎn)角度使得整個(gè)材料的制備非常難，材料也不夠穩(wěn)定，為未來發(fā)展帶來了很多不可確定性。

周昊欣及其團(tuán)隊(duì)在菱面三層石墨烯中發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)性 ，則為石墨烯超導(dǎo)帶了更多可能。

這篇論文介紹道，他們發(fā)現(xiàn)晶體菱面三層（ABC-stacked ）石墨烯（rhombohedral trilayer graphene，RTG），在亞開爾文溫度（sub-kelvin temperatures）下表現(xiàn)為低電阻率或消失電阻率的超導(dǎo)性。

具體來說，周昊欣及其團(tuán)隊(duì)的做法，是將晶體菱面三層石墨烯的中間層相對(duì)于外層按魔角大約1.57度旋轉(zhuǎn)，在溫度為0.1K時(shí)，實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)。

合肥工業(yè)大學(xué)微電子學(xué)院電子科學(xué)系副主任于永強(qiáng)副教授，在接受《科技日?qǐng)?bào)》采訪時(shí)也表示：

相對(duì)于魔角扭曲石墨烯，晶體菱面三層石墨烯具有更好的電子結(jié)構(gòu)的可調(diào)控性和超導(dǎo)特性。

第二篇Nature論文中，周昊欣及其團(tuán)隊(duì)則在菱面體三層石墨烯中發(fā)現(xiàn)“半金屬”和“四分之一金屬”。

這是由于電子在磁場(chǎng)下會(huì)轉(zhuǎn)換成量子態(tài)，材料的電阻率發(fā)生振蕩，當(dāng)量子振蕩具有四倍、兩倍或一倍的簡(jiǎn)并性時(shí)，就分別對(duì)應(yīng)著正常金屬、“半金屬”，以及“四分之一金屬”。

這項(xiàng)研究展示了菱面體三層石墨烯中的門調(diào)諧范霍夫奇點(diǎn)，將電子系統(tǒng)的自發(fā)鐵磁極化驅(qū)動(dòng)為一種或多種自旋（Spin）電子和谷（Valley）電子特征。

這一發(fā)現(xiàn)也表明，菱形石墨烯是控制良好的多體理論測(cè)試的理想平臺(tái)，并揭示了莫爾（moiré）材料中的磁性本質(zhì)上是流動(dòng)的。

值得注意的是，這兩篇論文都是直接以手稿的形式發(fā)表的，并且第一篇論文從Received到Accepted前后不過兩個(gè)月 （第二篇也只花了四個(gè)月），含金量和重要性都可見一斑。

事實(shí)上，石墨烯的超導(dǎo)問題，一直是業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)。

超導(dǎo)體因?yàn)橛兄诖蠓档碗娏鬏斶^程中的巨大能源損耗，可以在電力存儲(chǔ)運(yùn)輸、磁懸浮列車、高速計(jì)算機(jī)、熱核聚變反應(yīng)堆等場(chǎng)景下應(yīng)用，但因其環(huán)境條件苛刻而限制頗多。

因此，發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)物質(zhì)的科學(xué)家們都獲得了很高的贊譽(yù)，歷史上曾有3位物理學(xué)家因發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)物質(zhì)而獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

網(wǎng)友：科研要耐得住寂寞

周昊欣厚積薄發(fā)的經(jīng)歷，讓網(wǎng)友們也為他感到振奮。

大家紛紛感嘆：

科研要耐得住寂寞啊。

從谷歌學(xué)術(shù)上能看到，周昊欣幾年來論文的被引用數(shù)量是一路飆升。

2017年總被引用數(shù)只有4次，而2021年的總被引用數(shù)就已經(jīng)達(dá)到159次。

與此同時(shí)，周昊欣和曹原相同的中科大少年班經(jīng)歷，也讓人再次感嘆少年班真的英才輩出。

有網(wǎng)友透露，今年少年班畢業(yè)的一個(gè)小伙子同時(shí)被哈佛大學(xué)和麻省理工錄取，最終選擇了師從MIT曹原的導(dǎo)師。

事實(shí)上，周昊欣此前的履歷非常亮眼。

從他的個(gè)人主頁可以看到，周昊欣來自內(nèi)蒙古包頭，曾就讀于包頭市第一中學(xué)。

2011年被中科大少年班錄取，2015年于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理專業(yè)本科畢業(yè)。

之后，周昊欣前往加州大學(xué)圣巴巴拉分校直博，師從UCSB物理系A(chǔ)ndrea Young教授，專注于通過低溫電測(cè)量研究石墨烯范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的電子相關(guān)性。

從他的社交平臺(tái)主頁上可以感受到，周昊欣在研究之外也真的非常可愛了。

比如他“一本正經(jīng)”地形容骰子為：

到目前為止，這是實(shí)驗(yàn)室里最有用的決策者。

從網(wǎng)上看到浣熊一家的視頻也會(huì)感慨：

多棒的團(tuán)隊(duì)合作啊！

看到彩虹也會(huì)激動(dòng)地分享出來：

如此可愛的學(xué)者，就讓我們未來期待在頂刊上看到更多他的身影吧。

論文地址：
https://www.nature.com/articles/s41586-021-03926-0
https://www.nature.com/articles/s41586-021-03938-w

參考鏈接：
http://stdaily.com/index/kejixinwen/2021-09/12/content_1219139.shtml