以色列當(dāng)?shù)貢r(shí)間1月13日，2020 年沃爾夫科學(xué)藝術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)名單公布。麻省理工學(xué)院的 Pablo Jarillo-Herrero 教授、德州大學(xué)奧斯汀分校的Allan H. MacDonald 教授和 Rafi Bistritzer 博士因“魔鬼”雙層石墨烯相關(guān)研究，榮膺2020 年沃爾夫物理學(xué)獎(jiǎng)。值得一提的是，中國天才青年學(xué)者曹原也為該項(xiàng)目做出重要貢獻(xiàn)。

沃爾夫獎(jiǎng)是以色列頒發(fā)的最負(fù)盛名的國際獎(jiǎng)項(xiàng)，有“諾獎(jiǎng)風(fēng)向標(biāo)”之稱。沃爾夫物理學(xué)獎(jiǎng)更是別譽(yù)為物理學(xué)界諾貝爾獎(jiǎng)之外，另一重要的國際獎(jiǎng)項(xiàng)。魔鬼雙層石墨烯是2018年科學(xué)家們首次成功實(shí)驗(yàn)制備的可扭曲雙層石墨烯——一種可輕度扭轉(zhuǎn)的雙原子厚碳層材料。它能夠?qū)崿F(xiàn)超導(dǎo)和絕緣態(tài)的轉(zhuǎn)換。西班牙、美國、中國以及日本科學(xué)家共同研究的最新成果發(fā)現(xiàn)，這種材料在微小的電壓變化下可以實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)性的開啟或關(guān)閉，大大提升了它在電子設(shè)備中的效用。

這一研究起源于2011年，理論物理學(xué)家 Allan Macdonald 帶領(lǐng)的小組，小組中的重要成員是博士后 Rafi Bistritzer 發(fā)現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)雙層石墨烯的有趣現(xiàn)象，即兩層石墨烯間電子的隧穿速率取決于它們錯(cuò)開的角度。將兩層單個(gè)原子厚度的石墨烯堆疊在一起，當(dāng)它們之間的扭轉(zhuǎn)角度達(dá)到1.1 時(shí)，電子相互作用的效應(yīng)會(huì)被極度地放大，從而使雙層石墨烯表現(xiàn)出有趣的行為。

這一發(fā)現(xiàn)一開始并沒有受到科學(xué)界的重視，但實(shí)驗(yàn)?zāi)蹜B(tài)物理學(xué)家Jarillo-Herrero被MacDonald 和Bistrizer的思想激發(fā)并進(jìn)一步研究。2017年，其實(shí)驗(yàn)取得了成功。他們發(fā)現(xiàn)，在溫度為1.7K（絕對(duì)零度以上1.7度），將兩層石墨烯彼此扭轉(zhuǎn)錯(cuò)開1.1 的“魔角”時(shí)，它們表現(xiàn)為絕緣體，而只要施加微弱的門電壓注入載流子，這種材料就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體。這一研究成果于2018年發(fā)表在《自然》雜志上。

能夠?qū)崿F(xiàn)高溫超導(dǎo)甚至是室溫超導(dǎo)電性是所有超導(dǎo)研究人的終極夢(mèng)想。魔鬼石墨烯的發(fā)現(xiàn)和進(jìn)階研究，或許會(huì)將這一天馬行空的夢(mèng)想變?yōu)榭赡堋?/p>