3月12日凌晨，来自哈佛大学的凝聚态物理大牛Kim Philip教授团队在魔角石墨烯领域取得突破：使用三层堆叠并扭曲的石墨烯实现了超导。研究成果以“Electric field–tunable superconductivity in alternating-twist magic-angle trilayer graphene”为题，发表在Science上，哈佛大学Kim Philip教授为论文通讯作者，西安交通大学物理试验班2016届毕业生郝泽宇为论文第一作者。
与曹原等人发现的“三明治”石墨烯（仅旋转中层）不同，此次研究团队发现的三层扭曲石墨烯结构以“魔角”依次旋转了每层石墨烯。
在该项工作中，研究人员成功地将三层石墨烯堆叠起来，然后以“魔角”依次扭动它们，合成了一种新的垂直镜对称性“三明治”结构。其中，平均扭曲角为~1.56°，为理论预测中形成平坦电子带的“魔角”。
三层魔角石墨烯的结构和性能
接着，研究人员利用电极连接“三明治”结构的两端，并通过电流，同时测量材料中损失或散发的能量。研究发现，在该过程中并没有看到能量消散，这意味着它是超导体。这种新的“三明治”结构不仅具有超导性，还表现出比大多数双层堆叠的石墨烯更坚固，临界温度也更高。
三层魔角石墨烯的超导特性
接着，研究人员还探索了其与载流子密度和垂直位移场的关系。令研究人员无比兴奋的是，这种三明治魔角石墨烯的超导性是由于强电子之间的相互作用，而不是弱电子耦合。如果这是真的，这种依赖电子强耦合的机制不仅有助于打开研究高温超导的道路，未来还有望用于量子计算。
此外，双层和交替扭曲的三层魔角石墨烯中超导性的存在以及其他平坦带系统中不存在超导性，这表明由接近零能量的平带结构对于超导性的出现很重要。
回顾在西安交大求学的时光，郝泽宇觉得自己还有不错的表现。大学刚刚入学，通过参加“珠峰计划”的选拔考试和面试，顺利进入了物理试验班，不仅能听到优秀的外聘老师讲的物理基础课，还有很多机会出国交流。“大二下学期的时候，我在纽约州立大学石溪分校交流。上课之余，我还在非线性光学的实验组进行科研。利用厄米-高斯光束分解的方法对实验用的超快激光进行了分析，同时用计算方法模拟了激光束在非线性晶体中的二次谐波发生和传播。”
