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浅井舞香

石墨烯研究已有20年历史，一个材料之所以反复研究还能出惊喜，其中一个重要原因在于器件质量的不断提升。随着做法的改进、加工工艺的精细化，石墨烯中的缺陷越来越少。而缺陷减少，杂质效应就会被压制，以前被杂质效应所掩盖的一些非常有趣的物理现象便开始显现。而刘晓雪在美国布朗大学做博士后期间的主要研究内容是转角石墨烯超导，对制作高质量样品有着丰富的经验。

“在当时，从已经发表的文献看能实现1 V/nm的垂直电场已经算是一个极限，我们带领学生通过优化样品制备方法，将所加电场的极限推高到1.6V/nm，可以说是世界上第一个能实现这么高电场的高质量石墨烯样品。得益于能够给样品施加超过前人研究的高电场，我们第一次在晶体石墨烯的电子端通过栅极静电掺杂发现了超导态。这是令人很兴奋的。”李听昕介绍。

直到2018年，美国麻省理工学院Pablo Jarillo-Herrero教授课题组的博士生曹原在Nature发表两篇重磅论文，他们发现了魔角石墨烯体系的超导电性，开辟了凝聚态物理研究的一个新的研究方向。从此，掀起了魔角石墨烯超导和二维材料莫尔超晶格的研究热潮，无数科研人员聚焦其中试图重复、拓展相关研究。

相比而言，双层石墨烯是一种稳态的结构，是天然石墨的基本组成单元，然而基于这个结构，能在这个体系中观测到超导的，之前全球只有两个课题组，第一个是最早发现双层石墨烯超导的美国加州大学圣巴巴拉分校Andrea Young课题组（文章发在Science），第二个则是前文提到的加州理工学院的Stevan Nadj-Perge课题组（文章发在Nature）。这两个课题组之间还进行了一些合作。

与魔角石墨烯超导研究在Nature和Science上发表的论文数量相比，双层石墨烯超导则显得“势单力薄”，距离上一篇顶刊论文发表已过去两年。李听昕和刘晓雪这篇论文首次在单晶双层石墨烯中观测到电子掺杂情况的超导电性，这对于理解晶体石墨烯及转角石墨烯系统的超导机理、设计制备基于石墨烯系统的高质量新型超导量子器件等具有重要意义。

其实，这已经不是俩人第一次合作。去年8月，他们跟美国的一个课题组同时在arXiv预印本网站上发表了有关分数量子反常霍尔效应的首个确凿实验证据，当时那个实验也需要去怀柔用极端条件实验装置测量。“那会儿，6月底7月初要去北京进行稀释制冷极低温测量时，正好赶上我要去医院生孩子，李老师立马退掉了当天前往北京的高铁票，陪伴左右悉心照顾我。等我和孩子出院后才又马上带着学生去北京测量。”刘晓雪说。