曹原文章未发表文章抢先看，你猜这篇能发Nature还是Science

近来，有位少年，势头很猛，风头正旺，他就是四年发表6篇Nature的曹原。其实早在2018年，Nature发布的那一年度影响世界的十大科学人物榜单，位居榜首的就是1996年出生的成都少年曹原。曹原也是目前为止Nature上以第一作者身份发表论文最年轻的中国学者。

翻开曹原导师Pablo Jarillo-Herrero的课题组主页，可以浏览课题组近几年的赫赫战功。查看这些文章不难发现一个有趣的现象：曹原很多发表在期刊上的文章通常都会现在预印本上发表。

这是为什么呢？

首先，先科普一下预印本的概念：

一般论文在发表的过程中，稿件都会经历这个过程：

作者投稿——主编收到稿件——主编将稿件分给相应的副主编——副主编将稿件送给领域内的专家进行评审——副主编总结，对论文提出意见——论文的意见返还给作者。在这个过程中，副主编将稿件送给领域内的专家进行评审的步骤就是同行评议（peer review）。大多数期刊上发表的文章都会经历同行评议，而预印本与这些期刊的区别就是，预印本上的文章是不会经历同行评议这个步骤。

因此预印本是科研工作者的研究成果还未在正式出版物上发表，而出于和同行交流目的自愿先在学术会议上或通过互联网发布的科研论文、科技报告等文章，不需要同行评议。

有了上述这样的先决条件，因此预印本又具有了一定的优势：

发表速度快：预印本最直接的好处就是省去了传统期刊发表中费时间的大量步骤，使得研究结果可以以很快的速度让大众知道。

Idea的优先性：同一个idea世界上会存在不同的团队在做。发表预印本可以使科研工作者实现“占坑”，保证自己在研究中的优先性。

开放获取：因为预印本是免费的，所以全世界的科研工作者和爱好者都可以免费获取研究成果，从而扩大了研究成果的受众。

提高引用：因为预印本的受众范围广以及发表速度快，预印本有助于提高文章最终的引用率。

对于一个被广泛关注且竞争十分激烈的研究方向，发表预印本最大的好处就是占坑。（插个题外话，如果想让文章快速发表，除了发表预印本，还有别的方法，比如有的期刊拥有快速通道。）曹原和其导师Pablo Jarillo-Herrero一直以来的策略就是先发预印本，再发正式期刊。

比如：

2021年3.31发表的Nature，早在2020年八月就在预印本上发表了：

2021年4月发表的Nature，于2020年9月发表在预印本上：

2021年2月的Nature，预印本上是2020年12月：

更多精彩可以亲自去Pablo Jarillo-Herrero课题组网站上去考古。那么...我们不禁可以想到一个问题，既然曹原这么喜欢发表预印本，那么我们是不是可以通过预印本来查看曹原还未正式发表的文章呢？当然是可以的。

比如说，我们发现有一篇题为“Nematicity and Competing Orders in Superconducting Magic-Angle Graphene”的文章，已经在预印本上发表了，Science也已经接受了，现在处于In Press阶段；另外一篇题为“Highly Tunable Junctions and Nonlocal Josephson Effect in Magic Angle Graphene Tunneling Devices”的文章显示为Nature Nanotechnology已经接受，处于in press状态，也在预印本上发表了。除此之外，我们还在课题组主页上看到了曹原参与的另外三篇工作，也在预印本上发表了。那我们先来看一下，这些文章在讲个啥；然后再来猜一猜，这是Nature还是Science。

1.Science（in press）：超导魔角石墨烯的向列性和竞争顺序

固态系统中强相互作用的电子通常在基态中表现出趋向于破坏多个对称性的趋势。不同阶数参数之间的复杂相互作用会产生丰富的相位图。这篇文章报道了在魔术角扭曲双层石墨烯（TBG）中具有旋转对称性破坏的缠结相的鉴定。使用横向电阻测量，作者发现一个强各向异性相位于超导圆顶的欠掺杂区域上方的“楔形区”中。越过超导圆顶，观察到临界温度降低，类似于某些铜酸盐超导体的行为。此外，超导状态表现出对与方向相关的面内磁场的各向异性响应，从而揭示了整个超导圆顶上的向列配对状态。这些结果表明，向列波动可能在魔角TBG的低温相中起重要作用，并为使用高度可调的莫尔超晶格研究量子材料中的纠缠相铺平了道路。

文献链接：

Nematicity and Competing Orders in Superconducting Magic-Angle Graphene.

(arXiv:2004.04148)

2.Nature Nanotechnology：魔角石墨烯隧穿器件中的高度可调结和非局部约瑟夫森效应

魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）最近作为一种高度可调的二维（2D）材料平台出现，展现了广泛的相态，例如金属，绝缘体和超导体状态。在这些阶段上进行局部静电控制可以实现创建通用的量子器件，而这些量子器件以前是其他单一材料平台无法实现的。在这里，作者利用MATBG的电可调性来设计约瑟夫逊结和隧道晶体管，它们全部都在一种材料内，仅由静电门定义。多门器件几何结构可完全控制约瑟夫森结，并具有独立调节弱连接，势垒和隧穿电极的能力。文章证明，这些纯二维MATBG约瑟夫森结在磁场中表现出非局部电动力学，这与超薄超导体的Pearl理论一致。利用MATBG的固有带隙，还演示了在同一MATBG器件内的单片边缘隧穿光谱，并测量了超导相中MATBG的能谱。此外，通过引入双势垒几何结构，可以将器件用作单电子晶体管，表现出库仑阻塞。这些MATBG隧道器件在单一材料中具有通用功能，可以在基于石墨烯的可调谐超导量子位，片上超导电路以及下一代量子纳米电子学中的电磁感应中找到应用。

文献链接：

Highly Tunable Junctions and Nonlocal Josephson Effect in Magic Angle Graphene Tunneling Devices.

(arXiv:2011.02500)

3.预印本：扭曲的双层石墨烯中接近魔角的集体激发

扭曲的双层石墨烯（TBG）的电子性质可能与单个石墨烯层的电子性质显着不同，尤其是当这两层相对于彼此旋转一个小角度时。由于发现了相关的绝缘和超导状态，TBG最近引起了人们的极大兴趣，因为扭曲角θ接近于所谓的“魔角”≈1.1°。在这项工作中，作者通过近场光学显微镜揭示了在魔术角附近的电荷中性TBG中的集体等离激元模式，这与普通的单层石墨烯带内等离激元有很大不同。在样本的选定区域中，作者发现了具有线性色散的带隙集体模式，类似于二维（2D）电子气的体磁等离子体。文章将它们解释为带间等离子体激元，并将它们与源自莫尔超晶格的准局域态之间的光学跃迁联系起来。出乎意料的是，实验发现了比预期更高的等离激元群速度，这意味着相应的光学跃迁的强度得到了增强。这表明AA区域中的层间耦合较弱。这些引人入胜的光学特性为这种新颖的量子电子系统中的载流子动力学提供了与其他技术互补的新见解。

文献链接：

Collective excitations in twisted bilayer graphene close to the magic angle.

(arXiv:1910.07893)

4.预印本：魔角扭曲双层石墨烯中相关的Chern绝缘子的非常规序列

强电子-电子相互作用和能带拓扑之间的相互作用可能导致自发破坏对称性的新型电子态。具有非平凡拓扑结构的魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）中平坦带的发现提供了一个独特的平台，可在其中寻找新的对称性断裂相。最近的扫描隧道显微镜和传输实验已经揭示了MATBG中的一系列拓扑绝缘相，其Chern数C =±3，±2，±1接近莫尔带填充因子v =±1，±2，±3，对应于一个简单的对称性破损的陈氏绝缘子的图形。在这里，作者报道了使用扫描单电子晶体管对MATBG进行的高分辨率局部可压缩性测量，该测量揭示了不可压缩状态的新序列，并观察到了零磁场下观察到的意外Chern数。实验发现，八个观察到的不可压缩状态的Chern数与依次填充C =±1波段的简单图片不兼容。这些异常的不可压缩相的出现可以理解为破译对称性的结果，该对称性使摩尔单位晶胞加倍，并将每个C =±1谱带拆分为C =±1谱带和C = 0谱带。这个发现显着扩展了已知的MATBG相图，并阐明了系统中不同相关相之间紧密竞争的起源。

文献链接：

Unconventional sequence of correlated Chern insulators in magic-angle twisted bilayer graphene.

(arXiv:2101.04123)

5.预印本：魔角扭曲三层石墨烯中的大泡利极限违反和折返超导性

莫尔量子物质已经成为一种新型的材料平台，可以在前所未有的控制下探索相关相态和拓扑相。其中，由两层或三层石墨烯构成的魔角系统显示出具有非常规特性的强健超导相。但是，非常规配对的直接证据仍有待实验证明。这个工作报道了魔角扭曲三层石墨烯（MATTG）在面内磁场超过10 T时表现出超导性，这是对常规自旋单极超导体的保利极限的较大（2到3倍）违反。对于不期望具有强自旋轨道耦合的系统来说，这一发现是令人惊讶的。此外，在整个超导阶段都观察到了保利极限违规，这表明它与具有大超导振幅对的可能的伪间隙相位无关。更惊人的是，文章在较大的磁场中观察到折返超导性，该磁场在较窄的载流子密度和位移场范围内存在。这些发现表明，MATTG中的超导性可能是由产生非自旋单重库珀对的机制驱动的，在该机制中，外部磁场会导致具有潜在不同阶数参数的相之间的跃迁。我们的结果证明了莫尔超导性的丰富性，并可能为设计下一代奇异量子物质铺平了新的道路。

文献链接：

Large Pauli Limit Violation and Reentrant Superconductivity in Magic-Angle Twisted Trilayer Graphene.

(arXiv:2103.12083)

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