大国院士 - 第849章 室温超导的关键

    第849章 室温超导的关键
    半个小时的时间并不长，至少此刻对于拿到了论文的三人来说是的。
    这种级别的论文，对于任何一名相关领域的学者或研究人员来说吸引力都是致命的。
    直到徐川出声，三人才恋恋不舍的将目光从手中的《凝聚态电子局域化构造理论》上移开。
    “徐院士，这篇理论，是您写的吗？”
    深吸了口气，宋文柏目光炙热的看向徐川，忍不住询问道。
    听到这个问题，办公室中樊鹏越和龚正也快速的将目光投递了过来。
    这听上去是一个很废话的问题，但却至关重要。
    如果论文是眼前这位亲自写的，那么它成为室温超导材料机理的可行性无疑是巨大的。
    而依据它对室温超导材料进行研发，同样极有可能完成。
    但如果是出自其他人之手，就不得不考虑一下论文是否是正确的了。
    毕竟不是任何一个人都叫做‘徐川’的。
    沙发上，徐川笑着点了点头，道：“论文是我亲自写的。”
    听到这个肯定的回答，三人脸上的神情都有些难以控制的激动和兴奋。
    以这位的性格，如非有极大的把握，他是不会将自己的研究成果公开的。
    虽然现在并不算公开，但他选择将理论拿出来，同样意味着对于这篇论文的看好。
    这可是常温超导材料的研究！毫不夸张的说，真要做到了能如同可控核聚变技术一般改变整个世界！
    笑了笑，徐川接着说道：“超导材料研究部门接下来的任务就是室温超导材料，研究方向以氧化铜基材料为目标，重点考虑对核心基材的晶格结构重设，以及银、碳、金等ds区元素掺杂实验.”
    “最初的阶段，我、宋文柏以及龚正三人分别负责对不同方向的实验进行研究。”
    “收集到的实验数据交由樊鹏越进行处理，包括材料计算模型的计算工作这些。”
    “至于现在，我会先给你们讲解一下这篇理论论文，尽量以最快的时间，弄懂这些东西。”
    听到徐川的指令，三人同步的点了点头，接下了属于自己的任务。
    一般来说，一种新材料研发的起点是物理研究。
    因为这涉及到对材料的基本性质和行为的深入理解。
    这一阶段的工作可能包括对材料的结构、性能以及它们如何相互作用的研究。
    不过这一阶段徐川已经做了，凝聚态电子局域化构造理论中包含了室温超导材料的机理推测以及如何构造局部电子晶格结构。
    而处理好了理论上的设计，接下来自然是材料设计阶段。
    针对理论研究的成果，科研人员会考虑如何改进或创新材料的性能，这可能涉及到新材料的成分、结构以及可能的加工方法。
    这就是积累实验数据的地方。
    通过使用各种技术和工艺，如模板法、溶胶-凝胶法等等，以确保材料能够按照设计要求进行制造。
    在不断地试错中总结实验数据和相关的经验，摸索出一条通往终点的道路，是一切材料学实验的必经之路。
    这一步，如果是小一点的研究所或实验机构，一般都是通过人力来进行的。
    而大一些的研究所或企业，则会针对性的建立对应的数学工具或模型，通过将实验数据填喂到对应的工具中，利用计算机可以快速的完成原本需要耗费大量人力和时间的工作。
    徐川所研发的材料计算模型，就有类似的功能。
    或者说，在类似的功能基础上，他针对性升级了，可以在处理数据的同时，利用模型来寻找可能存在的合成路线等。
    室温超导材料的研究工作稳步的有序在推进。
    虽然脑海中有完整的氧化铜基铬银系超导材料制备方法，但徐川也没有选择在研究的第一天就直接将室温超导材料弄出来。
    一方面是因为这不符合常理。
    材料研究过程中的欧皇虽然有，但是欧到这个地步的，那就太过了。
    而另一方面，自然是收集相关的实验数据了。
    别忘了氧化铜基铬银系室温超导材料是有缺陷的，这次研发室温超导材料的目的并不是单纯的将上辈子的研究成果复刻出来，而是在原有的基础上寻找优化的道路。
    这个才是目的。
    对室温超导材料的研究进入了正轨，徐川也不急，每周七天前四天去川海材料研究所，后三天分配给其他的工作。
    朝九晚五的日子，对于他这种人来说，某种程度上甚至算得上休息了。
    毕竟很多时候，他一旦进入了某个问题或某个科研项目中，熬夜爆肝是习以为常的事情。
    “教授。”
    南大，办公室中，有人轻轻的敲了敲门，喊了一声。
    听到声音，徐川抬头看去，见到是来人后笑着站起打了个招呼：“你们怎么来了。”
    来人是他的学生，谷炳，身后还跟着一个女生，是谷炳的女朋友，叫江孜，两人确定关系的时候谷炳带着来见过他。
    谷炳脸上带着笑容，看了一眼女友。
    江孜点了点头，松开谷炳的手，走上前来，将手中的请帖双手递给的了徐川，脸上带着笑容，道：“教授，我和谷炳，是来给您送请帖的。”
    徐川的目光落在了江孜的身上，意识到了什么，笑着伸手接过了请帖，问道：“结婚请帖吗？”
    入目，大红色请帖上正面用金色流漆印出了红双喜，背面的启口处还有一个心形的图案。
    正如他所预料，是他这个学生的结婚请帖。
    谷炳牵着女友的手，脸上带着甜蜜的笑容，点着头笑道：“是的，教授，我准备和小孜结婚了。”
    徐川笑着祝福道：“恭喜你们！时间已经确定下来了吗？什么时候？”
    谷炳是他的第一批学生，收下的时候二十五岁，时隔七年，如今也已经三十三岁。
    这个年龄结婚放到普通人中是妥妥的晚婚，不过对于科研人员来说，这个年龄结婚虽然同样有点晚，但也属于正常的范畴。
    毕竟在国内，博士毕业差不多平均年龄就到了三十三岁了。
    谷炳的对象他见过，是一个来自川都那边的女生，比谷炳小五六岁，两人在一起有快一年的时间了。算算时间，一切顺利也差不多时候结婚了。
    谷炳笑着道：“时间已经定下来了，就在元旦，也就是一个月后。地址在绿地洲际酒店。”
    徐川笑着点了点头，拆开请帖看了一眼，笑道：“我会提前安排好时间的，一定准时参加。”
    闻言，谷炳脸上顿时带上了灿烂的笑容。
    在所有的邀请嘉宾中，除去双方的父母外，徐川无疑是最重要的一位了。
    “那个，教授，我还有个事想请您帮忙。”
    送完请帖后，谷炳摸了摸脑袋，有些不好意思的开口道。
    徐川笑着问道：“怎么了？”
    谷炳腼腆的笑了笑，开口道：“那个，教授，我想请您当我的证婚人。”
    “证婚人？”听到这个，徐川愣了一下，随即笑着道：“没问题，这是小事。”
    谷炳笑着道：“那就麻烦教授您了。”
    闲聊了一会后，谷炳带着女友离开，徐川脸上挂着笑容，目光落到桌上的红色请帖上，有些感慨。
    先有林风的女儿的满月酒，再有谷炳的结婚宴。
    不知不觉的，他身边和他年龄相差不多的朋友和学生，好像都开始走向人生的另一个阶段了。
    笑着摇了摇头，徐川将请帖收了起来，提前一个月的时间给他送请帖，这个学生倒是有心了。
    在那之前，解决掉室温超导材料的研究好了。
    毕竟研发，或者说将氧化铜基铬银系室温超导材料复刻出来并不难，难的是后续的优化。
    元旦之后，他搞不好就要将精力投入到其他领域了。
    日子一天一天的过去，徐川每天的生活基本都是三点一线。
    南大、川海材料研究所、星海研究院以及紫金山脚下的别墅。
    室温超导材料的研发占据了他主要的精力，至于去南大给学生上课和星海研究院主持日常工作，基本上一天只会选择一个地方。
    在长达近一个月的时间中，针对室温超导材料的研究已经往前推进了不小的距离。
    他和宋文柏以及龚正三人各自带领一个团队，选择不同的方向进行研究，收集实验数据。
    十二月二十四，圣诞节的前一天，深冬季节的天气反常的下起了大雨，天空乌云密布。
    川海材料研究所的实验室中，徐川穿着白大褂，带着防护口罩和护目镜，将手中的材料送进了电子束蒸发镀膜机中。
    既然已经决定要在谷炳结婚前完成室温超导材料的研发，那么留下几天的时间进行初步验证是必须的。
    平安夜是个不错的日子，按照记忆中的流程，徐川已经展开了对氧化铜基铬银系室温超导材料的合成工作。
    对于他来说，即便是已经过去了十几年的时间没有再亲自动手合成过氧化铜基铬银系超导材料，整个合成过程也不可能忘记。
    其实，室温超导体的最核心关键并不在于研究其他超导材料的‘掺杂’手段上。
    而是在于另一个方向。
    即局域电子离域化，也就是所谓的凝聚态电子局域化构造上面。
    事实上，在人类研究超导材料的历史中，掺杂可以说是最为重要的一个手段。
    以导电性为例，它主要是由载流子浓度和迁移率来决定。
    从半导体芯片、单质硅等发展那里得来的经验，要提高载流子浓度就得靠掺杂，或者门电压注入、光注入等。
    但掺杂必然导致杂质和缺陷增多，迁移率下降这一结果，于是就需要考虑二者的平衡与妥协。
    寻找一个像半导体中n型掺杂的磷和硅结构和能级是如此的匹配的超导材料，是该领域所有学者几乎都在做的事情。
    绝大部分的超导材料，也都是这样发现的。
    适合的掺杂会提高超导材料的临界温度和临界电流强度这些。
    无论是低温/高温超导材料，无论是铜氧化物，还是铁基超导材料，在研发的过程中都是通过对这些基础材料掺杂其他元素来提升这些属性的。
    但是，人们并不知道在超导材料中，有哪种掺杂剂能够达到半导体的‘硅掺磷’这样完美契合的程度。
    于是对超导材料的研究做法就是穷举。
    大家把元素周期表上的那一排排的元素一个一个试，总有一个或一些，能达到结构和能级的最优匹配。
    然而材料学是一个相当复杂的领域，物质世界也是如此复杂，掺杂剂也远不止元素。
    就像钙钛矿abx3的a位就从原本的原子，变成了更为复杂的甲胺基一样，思路一下就打开了，复杂度当然也就打开了。
    这时候纯靠穷尽法的参数扫描、堆人力物力的研究思路，面对无穷多的化合物基团，显然会力不从心。
    或许未来的ai和大数据推算是一个很好的解决办法。
    但凝聚态物理和强关联电子体系告诉了徐川，这里其实还有另外一条路。
    那就是材料的局域电子离域化！
    也就是尽可能让局域电子待在费米面附近，而不是深深地埋在原子内层。
    只要让材料的电子能够稳定的带在费米面附近，就能够最大程度的引导电流的通过。
    如何构建一个这样的体系，就是实现室温超导材料的真正关键了。
    至于合成手段，以目前的技术来说，毫无疑问就是纳米合成技术了。
    只有细微到极致的纳米材料合成技术，才能精准的操控材料表面的每一块区域。
    氧化铜基铬银系室温超导材料就是通过纳米技术合成的。
    在特定的条件下，通过微调氧化铜晶体层表面的堆叠和扭曲，再掺入银和铬元素，可以使界面最大超电流根据电流方向而变化，并实现对界面量子态的电子控制，通过反转电流的极性来改变量子态，进而实现超导。
    不过遗憾的是，它仍然并不是‘狭义’上的室温超导材料，需要一定的外部压强来稳定费米面的电子离域化。