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第361章 陈季常团队上场

大屏幕上的幻灯片开始切换,展示着常温超导体的研制过程、实验数据以及各项性能指标。当“临界温度高达79摄氏度”这一数据出现时,全场哗然,掌声雷动。这个数据意味着,在常温下,这种材料就能实现超导现象,这将是材料科学领域的一次革命性突破。

林教授对着话筒,详细阐述这项研究的背景、意义以及未来的应用前景。他的话语中充满了自信和激情,让在场的每一个人都感受到了科学的力量和魅力。

“就这样,我们在陈季常博士的理论指导下,又按照他五年前的cvd石墨烯生成改良技术论文,经过一个多月的不懈努力,终于制备出来了真正意义上常温超导体。”林教授激动地说,“这项技术的突破将极大地推动能源、交通、医疗等领域的发展,为人类社会的进步作出巨大贡献。我和我的两位弟子虽然只在这场震撼世界的发现中起了很小的作用,但依旧为此而感到深深的自豪。这枚金灿灿的军功章上,永远有我们三人的一角!”

他的话音未落,全场掌声雷鸣!

无数闪光灯对着三人刷刷闪个不停,新闻记者们则忙碌地记录着每一个细节,实时将这一消息迅速传递给全世界。

台下的各位学者也争相提问,问题焦点集中在如何用cvd改良技术生成单层石墨烯,林教授和两位博士也耐心做了一一解答,并且强调陈季常五年前发表在《科学》上的那篇论文才是关键!

林教授和两位博士在热烈的掌声中下场,接下来更加热烈的掌声给了昂首挺胸上场的三位年轻人,陈季常、陆欣仪和罗文坤。

“老大,我好紧张!”罗文坤的腿都在哆嗦。

“又不需要你发言,紧张个屁呀!站直保持微笑,这就是你今天的全部工作。”陆欣仪没好气地呵斥道。

“呵呵,坤坤,欣仪,今天可是我们的大场面,要名留史册的。如果今天丢了丑,要被念叨十几年甚至几十年的!”陈季常笑着打趣说。

就在说笑之间,陈季常迈着六亲不认的步伐走到了主席台发言席。

“各位教授各位同学各位媒体的朋友们,大家好,我是陈季常。这位是我们团队的陆欣仪博士,这位是罗文坤博士。他们也是我最亲密的科研伙伴。很多人可能还记得,前年锂枝晶问题的解决,也是我们三个利用数学物理计算机模拟试验方法来找到了最适合的材料。其实在那以后,我们就开始了超导材料的研究工作。持续已经两年时间了,在这两年里,我们搭建了最合适的超导形成模型,并不断用计算机模拟方法构建各种材料,用模拟实验进行筛选。如果这种材料在模拟实验里有不错的超导特性,我们就在真实的实验室里将它制造出来,再检测它的超导特性。就这样,在这两年时间里,我们模拟了1281种材料,实际制造了103种材料,最终找到一种镧钇铜氧高温超导体,它在模拟实验里超导临界温度为140K,实际制造出来,测量的临界温度是130.26K,算是打破了铜氧化物超导体的临界温度记录!……”

陈季常从开头开始说起,侃侃而谈。大家却没有任何急迫的心理,虽然现在陈季常所说的似乎与三层夹心材料没有什么关系,但大家都知道,他讲这些肯定是有意义的,只需要耐心听下去就行了。一时间,全场鸦雀无声,只有陈季常的声音在整个大礼堂回荡。

大家想的没错,接下来陈季常就说到三层夹心结构的来源了。

“……

得到这种新的超导材料后,我们都很高兴,毕竟这两年多的辛苦筛选没有白费,这也算得上一个很不错的成绩了。然而,欣喜过后,就面临一个问题。难道我们寻找高温超导材料就要继续这样漫无边际地筛选下去吗?尽管有计算机模拟手段来大幅度提高效率,但依旧是大海捞针,成与不成全凭运气。

这时候,我和大家商议,觉得这两年的筛选除了找到这个高温超导材料外,其实最大的成果是我们构建了一个与现实实验极为贴切的计算机模拟实验模型。有了这样一个模型,不只是让我们能够高效率的寻找新的高温超导材料,更重要的是让我们可以一帧一帧的查看材料超导时刻发生了什么,找出材料超导的真正原因。从而有的放矢,为寻找下一种材料指明前进的道路。在这样的思想指引下,我们对镧钇铜氧高温超导体的超导数据进行了耐心细致的分析,力求找到它超导现象的机理。

……”

陈季常终于说到关键之处了,全场屏住呼吸,听他详细讲述,这时候就连一根针掉在地上都能听得见。

“……

我们都知道库珀对(Cooper Pairs)的形成机理,在超导材料中,电子不是单独运动的,而是成对地运动,这些对被称为库珀对。在超导状态下,这些库珀对可以无阻碍地通过材料,不受到材料的电阻影响。其中构成超导材料的关键在于费米能级与能隙:也就是在费米能级附近存在一个能隙,这意味着电子不能在这个能量范围内单独存在。这种能隙的形成与库珀对的形成密切相关,并且导致电阻的消失。

我们的镧钇铜氧材料之所以具备超导性,就在于特定的晶格结构和对称性有利于库珀对的形成和稳定。电子与晶格振动(声子)之间的相互作用是超导性产生的关键。这种相互作用导致电子配对和电阻的降低。

在镧钇铜氧材料中,通过掺杂镧和钇改变材料的电子结构和超导性质,从而可以调整费米能级和能隙,从而影响超导温度和其他性质。

所以,在镧钇铜氧材料里,铜作为过渡金属,起着最基础的作用,它就好像是坚实的土地,承载着全部的元素。而氧就像是一条条四通八达的道路,铺在土地上,引导电子按秩序前进。而镧和钇这两种稀土元素,都有大量的外层电子,但却刚好相处于稳定态的两端,镧有极为微弱的推力,钇有极为微弱的拉力。就这样一推一拉,电子就能以更加顺畅的姿态通过了。

……”

讲到这里,陈季常笑了一下,看着台下正注视着自己的李若曦,讲述道。

我们在研究了镧钇铜氧高温超导体的超导机理,发现这里面最制约电子高速运动的不是别人,正是氧元素。氧元素均匀分布在整个材料里面,靠着之间的联系构建一条条羊肠小路。温度必须要足够低,让别的元素不要那么活泼,才能给氧元素构建的小路让开空间,让这些羊肠小路可以连接起来,让电子顺畅地通过,这也就是铜氧化物超导的机理。

所以说,要想让电子跑得更顺畅,就得改变这种现象。可如何改变呢?我们暂时没有思路。

然而,这天我早上起床,女朋友给我准备了三明治早餐。我一口咬下去,看着三明治的结构,突然有了灵感。

我们都知道石墨烯具有极高载流子迁移率的零带隙半导体,并具有完美的狄拉克锥形能带结构,它的导带和价带具有重合的狄拉点。石墨烯本身不具有超导特性,但石墨烯独特的能带结构,高载流子迁移率以及可通过人工层状原子堆垛方法,实现扭曲角度而调控套叠石墨烯体系的微观电子结构等特性,使其具备实现超导潜能。

如果我们用石墨烯作为三层结构的中间层,来代替镧钇铜氧材料的氧原子,就能给游离电子建立一条畅通无阻的高速公路,具有更好的电子结构的可调控性和超导特性。

上层使用掺了微量镧元素的铜合金,下层使用掺了微量钇元素的铜合金,游离电子就能在薄薄的石墨烯中间层两边形成库珀对。三层石墨烯中的门调谐范霍夫奇点,将电子系统的自发铁磁极化驱动为一种或多种自旋(Spin)电子和谷(Valley)电子特征。

……”

台下李若曦微微一笑,心里甜丝丝的,虽然听不懂陈季常所说的专业术语,但却明白是自己给了他解决问题的灵感。

台下也小声议论起来了。

不少科学家已经敏锐地发现,之所以陈季常又敢想又敢干,关键在于他的计算机模拟实验模型。有这个得力助手,他可以获得大量实验数据来分析原理,来构建匪夷所思的结构。这种材料就算再离奇再难制造,在计算机模拟里也只不过是一种材料模型罢了。付出的除了人力外,也就是计算机那点儿电费了。他可以用极少的代价构建材料,验证材料。而最后,只需要针对性地在真实实验室里建造出来罢了!