出彩90后曹原 石墨烯的驾驭者

 未满23岁的曹原被《自然》杂志称为“石墨烯的驾驭者”，他发现了使石墨烯能够在没有电阻的情况下导电的方法，破解了困扰物理学界107年的世界难题。可以说，这一发现开创了一个新的领域，该方法将会使能源的使用和运输更为有效。

三年读完小初高

曹原的世界一直都是安静的，却又是不平静的，甚至可以说是波澜壮阔的。他一直是很多人口中那个“别人家的孩子”，因为太过优秀。

1996年，曹原出生在成都，3岁左右，他随父母去了深圳。2007年，曹原转入深圳耀华实验学校，连当年的老师都没有想到，会遇到自己执教生涯最特殊的一个孩子，这个孩子仅仅用了三年时间就读完了小学六年级、初中和高中的全部课程。

“曹原是六年级来到耀华的，在我的印象中，他智力超群，学习力很强。”曹原当年的班主任、耀华实验学校副校长肖甜表示，“上学的时候，他已经展示出了过人的灵气和天赋。善于思考，勤于动手，我们发现了他这个特点，着重在动手能力培养方面给他创造条件。而他的家长也不惜一切代价，给他创造条件——支持曹原在家里搭了一个小实验室，还购置了一批化学、物理的实验仪器。学校为了满足他的好奇心，提供超过教学大纲的实验条件。”

2010年，曹原以高分考入了中国科学技术大学少年班，那一年，他只有14岁。

创造出魔法角度，

石墨烯零阻力传输电子

四年后，曹原从中国科学技术大学获得了本科学位，前往美国攻读博士。此后，曹原再接再厉，先后发表了两篇关于原子厚度碳片层奇异行为的论文，开启了物理学的一个全新领域。曹原承认自己的情况有别于常人，但是说自己并不特殊，毕竟他还是用四年时间读完大学本科，“我只是跳过了中学里一些无趣的部分”。

2014年，曹原加入了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，他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。这一发现本身不可谓不令人惊讶。

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。”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。

 通过简单的旋转就能让原子厚度的碳材料产生复杂的电子态，这一研究成果让物理学家争相对其它扭曲二维材料的奇异行为进行实验。一些物理学家甚至希望石墨烯能够阐明复杂材料为何会在更高的温度下成为超导体。

应用前景广阔

哥伦比亚大学物理学家Cory Dean表示：“我们接下来可以做的事情太多了，眼前的機会巨大。”成功将平行的双层石墨烯扭曲至约1.1°的“魔角”需要一些试错，但曹原很快就掌握了可靠的方法。Jarillo-Herrero认为曹原的实验技巧至关重要。

 曹原原创的方法先将单层石墨烯撕裂，组成方向相同的双层石墨烯，并在此基础上进行微调校准。曹原还通过调整低温系统，达到了能让超导态更为显著的温度。

 2018年3月5日，《自然》发表了两篇以曹原为第一作者的石墨烯重磅论文。曹原发现当两层平行石墨烯堆成约1.1°的微妙角度，就会产生神奇的超导效应，而他也成为以第一作者身份在该杂志上发表论文的最年轻中国学者。有科学家指出，曹原这组重磅论文的发表，可能预示着改变人类生活的重大发现。（摘自《中华儿女》2019.1）