大國院士 第八百五十一章 室溫超導的機理

    送走了兩位院士徐川從茶桌上拾起了那份發展魔都數學與交叉學科研究院的報告文件搖了搖頭將其丟到了雜物櫃裏面

    如果是單純的想要發展國內的基礎科學領域他肯定是舉雙手支持的

    或許魔都那邊的確是支持基礎科學領域的發展的人才培養和引進也一直都是國內關注的重點

    但他們走的路子有點歪

    雖然說在學術界或科研界挖人並不是什麼事但挖人是挖人魔都那邊的想法卻不僅僅是挖人

    他們想的不僅僅是借雞生蛋通過合作藉助其他研究所的資源來培養自己人的同時還試圖將雞一起薅走

    這種做法老實說讓人的確有些不喜歡

    ......

    辦公桌前徐川從抽屜中摸出了昨天複寫出來的常溫超導材料理論

    雖然站在這個時代的角度別說常溫超導了就是高溫超導的機制也是在他完成了強關聯效應後才做出來的

    但站在他的角度常溫超導的機制並不是什麼未知的東西

    雖然上輩子研發的室溫超導材料有着不小的缺陷但是通過實驗數據將相關的機理整理出來還是可以做到的

    不說全部至少整理出一部分和室溫超導形成機理相關的實驗數據以及相關效應是沒什麼問題的

    而他這兩天複寫出來的理論正是這部分

    超導是一種量子現象其關鍵在於電子形成了對稱的庫珀對避免電子之間的相互碰撞而導致電阻

    而在室溫環境中熱運動會打破這種庫珀對的對稱性導致超導態的破裂

    為了實現室溫超導他在凝聚態物理和材料學領域中尋找到了一種能夠抑制熱運動的方法

    即凝聚態電子局域化構造理論

    實驗研究數據表明控制晶格結構是實現室溫超導的關鍵因素之一通過人工設計材料的晶格結構可以有效地降低熱運動對庫珀對的破壞作用從而實現室溫超導

    此外在對室溫超導的研究中徐川還發現在一些特定的材料中引入局域的電子對耦合也可以提高材料的超導臨界溫度使其接近室溫

    高溫銅碳銀複合超導材料就是基於局域的電子對耦合來提高超導臨界溫度

    它即便是面世了數年的時間也面對着全球各國的研究至今仍然保持着各項屬性綜合第一的地位可見其性能的優秀

    目光落在室溫超導的研究機理上徐川眼中帶着思索的神色

    電子局域化構造主要涉及到電子在固體材料中的特定位置佔據具有特定能量的狀態它固體材料中與特定位置相關具有特定能量的電子態

    而當一個電子佔據此狀態時它被束縛於具有特定能量的特定位置附近無序固體中由於周期性被破壞將產生帶尾局域態材料中的缺陷態或施主受主雜質上的電子態或強摻雜半導體中的帶尾態也都是局域態....

    這種局域性的電子態是室溫超導材料的核心既賦予了材料在室溫下的超導能力也在一定程度上固化了材料的物理性質

    他手中的氧化銅基鉻銀系超導材料就是受到了這份機理的影響變得難以加工工業化生產材料表面的超導層在受到震盪磕碰的時候容易喪失超導性質等等

    這是從微觀層面影響的物理性質賦予了超導性質的同時又帶來了缺陷極其難以改變

    甚至包括高溫銅碳銀複合超導材料都因為局域的電子對耦合而脆化如同陶瓷一般

    後面還是通過石墨烯和晶須纖維增韌來完成優化的

    那麼.....該如何通過摻雜的方式來對氧化銅基鉻銀系超導材料進行優化呢

    盯着辦公桌上的稿紙徐川陷入了沉思中

    凝聚態物理是研究物理的微觀結構以及它們之間的關係一門學科

    即通過研究構成凝聚態物質的電子離子原子及分子的運動形態和規律從而認識其物理性質的學科

    室溫超導材料的機理就是通過凝聚態物理完成的

    但越是深入微觀世界材料的物理性質就愈發的細化且每改動一個細節就有可能導致材料整體的物理性質發生重大的改變

    這也是徐川最為頭疼的地方

    氧化銅基鉻銀系超導材料比陶瓷都要脆塑性也更加的困難避免的超導層一旦損傷就會喪失大部分的超導性能等等缺陷這些都是需要優化的地方

    一個問題好解決可以不停的通過實驗嘗試進行優化量變堆成質變花費時間總能找到優化的方案

    但是多個問題糾纏在一起就難搞了

    材料學雖然是科學但相對比其他的學科來說這門學科更依賴運氣一些

    有時候你做一百次實驗別人一次就搞定了

    運氣好的歐皇在這門學科中成功的概率真就更高

    徐川沒想過通過理論來解決優化氧化銅基鉻銀系室溫超導材料的問題但是他想通過理論來為這些問題尋找一個或一些大致可行的研究方向

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    這其實就是將實驗上的難題轉移到他更順手一些的理論研究上對於他來說這種方式會更容易突破一些

    事實上這也並不是他第一次這樣做了

    早在鋰硫電池和仿星器可控核聚變技術研究的時候他就是做過這樣的事情將實驗和工程上的難題轉嫁到了理論上進行實現的突破

    這一次徐川也準備這樣做只不過研究了兩天對於如何改變氧化銅基鉻銀系室溫超導材料的性質他是一點頭緒都沒有

    算了先將材料做出來再說吧

    收拾了一下桌上的稿紙徐川搖着頭將其塞進了掃描設備中

    小靈幫我整理一下這些稿件上的資料

    電腦屏幕的右下角一個小小的聊天框跳了出來的

    收到主人(o?v?)

    端起桌上的清茶抿了一口徐川的目光落在了電腦上

    不得不說有了小靈這個AI學術助手後在整理資料文檔上簡直不要太方便

    以往他需要自己一個人忙碌兩三天時間的稿子現在小靈不到十分鐘就能直接搞定


    一杯茶的時間小靈就已經將相關的資料整理了出來

    主人資料已經整理好了

    小小的聊天框彈了出來徐川拖過鼠標點開了桌面上整理出來的文檔認真的檢查了一遍

    確認沒有問題後他滿意的點了點頭笑道將資料的第一頁到第二十七頁單獨分離出來命名為凝聚態電子局域化構造理論然後將它打印三份出來

    小靈收到資料已分離正在打印中......

    看了眼屏幕上的聊天框徐川從兜里掏出了手機給鄭海發了條消息

    來一趟教學樓送我去川海材料研究所

    超導材料方面的研究是時候往前推進一步了

    ......

    金陵棲霞山新開發區

    圍繞着川海材料研究所這裏如今已經建立起來了一片新的工業園區入駐不少的公司和企業

    川海材料研究所的總部大廈已經提前收到了消息的樊鵬越這會正等待在辦公室中看到徐川過來他快速的站起身笑着打了個招呼

    來了

    徐川點了點頭目光落在辦公室中的另外兩名研究員的身上

    兩人他都認識前者是熟人是以前研究高溫銅碳銀複合超導材料時的主力研究員之一宋文柏

    另一個同樣是研究超導材料的龔正不過他研究的方向不是如何創造一種超導材料而是在已有的成果上對其進行優化

    這兩人是徐川讓樊師兄從研究所中挑出來的底子很乾淨信得過用來輔助他完成氧化銅基鉻銀系室溫超導材料的研究工作

    徐院士

    徐院士

    看到徐川後宋文柏和龔正迅速從沙發上站了起來恭敬的打了個招呼

    徐川點了點頭從隨身攜帶的背包中將打印好的凝聚態電子局域化構造理論文件取了出來一人發了一份

    給你們半個小時的時間先將這份理論大致的過一遍然後我再來交代任務

    聞言樊鵬越三人帶着一絲好奇伸手從徐川手中接過了文件翻閱了起來

    這是

    標題入目樊師兄有些好奇的看了徐川一眼眼神中帶着些詢問

    徐川微笑着開口道關於室溫超導材料理論機制的推測至少是一部分這次的研究任務就是這個

    聽到這話正在翻看文件的三人呼吸一滯手中原本輕飄飄的資料現在仿佛有萬斤重一般沉甸甸的

    室溫超導材料的理論機制

    如果說在材料界有哪一種材料能夠稱作材料學王冠上的明珠的話那毫無疑問是室溫超導材料

    當然這並不是一種材料而是某一類材料

    能夠實現室溫超導的材料都可以稱作室溫超導材料這是廣義上的

    如果是更狹義一點應該是能夠在常溫常壓的條件下能夠實現超導的材料才能夠被稱作室溫超導材料

    它如果能夠實現對於科學和技術領域具有深遠的影響

    比如利用室溫超導材料製作的磁體可以應用於電機高能粒子加速器磁懸浮運輸受控熱核反應儲能通信電纜和天線等等其性能優於常規材料

    材料的完全抗磁性屬性也可製作無摩擦陀螺儀和軸承

    還有約瑟夫森效應可製作一系列精密測量儀表以及輻射探測器微波發生器邏輯元件等等

    雖然說在可控核聚變技術已經實現的今天室溫超導材料最大的屬性在電能方面的應用重要性已經降低了很多

    但它如果能夠實現依舊可以說將極大的改變整個社會和科技的發展

    而儘管室溫超導的概念吸引了許多研究和投資但目前尚未有確鑿證據表明室溫超導已經被實現

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    過去的研究中有些聲稱發現了室溫超導材料的報道後來被證明是不準確的或者條件極為特殊無法實際應用

    一部分宣稱者拒絕公開材料合成方法其他一些被公開的室溫超導合成方法無法被其他研究組獨立重複部分研究論文在經受廣泛質疑之後被撤稿

    比如距離今天最近一次室溫超導材料的消息無疑是南韓研究的LK-99)Pb-Cu-P-O材料

    當初鬧得沸沸揚揚的LK-99室溫超導材料正是被他們的老闆眼前這位大名鼎鼎的徐院士親手拍死的

    而現在他親手將室溫超導的機理理論送到了他們的手中

    壓下心中的震驚宋文柏乾咽了口空氣目光快速的在手中的論文上瀏覽而過

    ......人工設計材料的晶格結構降低熱運動對庫珀對的破壞作用......

    贗能隙電荷自旋分離線性電阻強超導位相漲落.....通過通過強關聯電子體系的大統一框架理論來解釋超導材料中空間群(SG)的晶格中的規則放置.....

    這是通過強關聯電子統一框架理論和BCS理論來對室溫超導的機理做解釋

    快速的將手中的論文翻閱了一遍後宋文柏眼中帶上一些思索的神色

    作為材料領域的研究人員被凝聚態物理稱為聖經的強關聯電子統一框架理論他自然是看過的

    而這篇凝聚態電子局域化構造理論不僅解釋了室溫超導的機理更是通過局部電子的配對和超導材料中空間群(SG)的晶格中的規則效應將強關聯電子統一框架理論和BCS理論結合了起來

    但如何解釋室溫超導的晶格預配對問題這篇論文中似乎並未提到

    不過由於是快速的瀏覽他也不太確定是論文中沒寫還是他錯漏了

    帶着思索的神色他快速的將論文翻到了開頭從頭開始再讀一遍

    論文並不是很長只有不到三十頁在快速瀏覽的前提下再看一遍並不是什麼問題

    ........

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