大國(guó)院士 第八百五十二章室溫超導(dǎo)的關(guān)鍵

半個(gè)小時(shí)的時(shí)間并不長(zhǎng)，至少此刻對(duì)于拿到了論文的三人來(lái)說(shuō)是的。

這種級(jí)別的論文，對(duì)于任何一名相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者或研究人員來(lái)說(shuō)吸引力都是致命的。

直到徐川出聲，三人才戀戀不舍的將目光從手中的《凝聚態(tài)電子局域化構(gòu)造理論》上移開(kāi)。

“徐院士，這篇理論，是您寫(xiě)的嗎？”

深吸了口氣，宋文柏目光炙熱的看向徐川，忍不住詢(xún)問(wèn)道。

聽(tīng)到這個(gè)問(wèn)題，辦公室中樊鵬越和龔正也快速的將目光投遞了過(guò)來(lái)。

這聽(tīng)上去是一個(gè)很廢話的問(wèn)題，但卻至關(guān)重要。

如果論文是眼前這位親自寫(xiě)的，那么它成為室溫超導(dǎo)材料機(jī)理的可行性無(wú)疑是巨大的。

而依據(jù)它對(duì)室溫超導(dǎo)材料進(jìn)行研發(fā)，同樣極有可能完成。

但如果是出自其他人之手，就不得不考慮一下論文是否是正確的了。

畢竟不是任何一個(gè)人都叫做‘徐川’的。

沙發(fā)上，徐川笑著點(diǎn)了點(diǎn)頭，道：“論文是我親自寫(xiě)的。”

聽(tīng)到這個(gè)肯定的回答，三人臉上的神情都有些難以控制的激動(dòng)和興奮。

以這位的性格，如非有極大的把握，他是不會(huì)將自己的研究成果公開(kāi)的。

雖然現(xiàn)在并不算公開(kāi)，但他選擇將理論拿出來(lái)，同樣意味著對(duì)于這篇論文的看好。

這可是常溫超導(dǎo)材料的研究！毫不夸張的說(shuō)，真要做到了能如同可控核聚變技術(shù)一般改變整個(gè)世界！

笑了笑，徐川接著說(shuō)道：“超導(dǎo)材料研究部門(mén)接下來(lái)的任務(wù)就是室溫超導(dǎo)材料，研究方向以氧化銅基材料為目標(biāo)，重點(diǎn)考慮對(duì)核心基材的晶格結(jié)構(gòu)重設(shè)，以及銀、碳、金等ds區(qū)元素?fù)诫s實(shí)驗(yàn).”

“最初的階段，我、宋文柏以及龔正三人分別負(fù)責(zé)對(duì)不同方向的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究。”

“收集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)交由樊鵬越進(jìn)行處理，包括材料計(jì)算模型的計(jì)算工作這些。”

“至于現(xiàn)在，我會(huì)先給你們講解一下這篇理論論文，盡量以最快的時(shí)間，弄懂這些東西。”

聽(tīng)到徐川的指令，三人同步的點(diǎn)了點(diǎn)頭，接下了屬于自己的任務(wù)。

一般來(lái)說(shuō)，一種新材料研發(fā)的起點(diǎn)是物理研究。

因?yàn)檫@涉及到對(duì)材料的基本性質(zhì)和行為的深入理解。

這一階段的工作可能包括對(duì)材料的結(jié)構(gòu)、性能以及它們?nèi)绾蜗嗷プ饔玫难芯俊?p/> 不過(guò)這一階段徐川已經(jīng)做了，凝聚態(tài)電子局域化構(gòu)造理論中包含了室溫超導(dǎo)材料的機(jī)理推測(cè)以及如何構(gòu)造局部電子晶格結(jié)構(gòu)。

而處理好了理論上的設(shè)計(jì)，接下來(lái)自然是材料設(shè)計(jì)階段。

針對(duì)理論研究的成果，科研人員會(huì)考慮如何改進(jìn)或創(chuàng)新材料的性能，這可能涉及到新材料的成分、結(jié)構(gòu)以及可能的加工方法。

這就是積累實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的地方。

通過(guò)使用各種技術(shù)和工藝，如模板法、溶膠凝膠法等等，以確保材料能夠按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行制造。

在不斷地試錯(cuò)中總結(jié)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，摸索出一條通往終點(diǎn)的道路，是一切材料學(xué)實(shí)驗(yàn)的必經(jīng)之路。

這一步，如果是小一點(diǎn)的研究所或?qū)嶒?yàn)機(jī)構(gòu)，一般都是通過(guò)人力來(lái)進(jìn)行的。

而大一些的研究所或企業(yè)，則會(huì)針對(duì)性的建立對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)工具或模型，通過(guò)將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填喂到對(duì)應(yīng)的工具中，利用計(jì)算機(jī)可以快速的完成原本需要耗費(fèi)大量人力和時(shí)間的工作。

徐川所研發(fā)的材料計(jì)算模型，就有類(lèi)似的功能。

或者說(shuō)，在類(lèi)似的功能基礎(chǔ)上，他針對(duì)性升級(jí)了，可以在處理數(shù)據(jù)的同時(shí)，利用模型來(lái)尋找可能存在的合成路線等。

室溫超導(dǎo)材料的研究工作穩(wěn)步的有序在推進(jìn)。

雖然腦海中有完整的氧化銅基鉻銀系超導(dǎo)材料制備方法，但徐川也沒(méi)有選擇在研究的第一天就直接將室溫超導(dǎo)材料弄出來(lái)。

一方面是因?yàn)檫@不符合常理。

材料研究過(guò)程中的歐皇雖然有，但是歐到這個(gè)地步的，那就太過(guò)了。

而另一方面，自然是收集相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)了。

別忘了氧化銅基鉻銀系室溫超導(dǎo)材料是有缺陷的，這次研發(fā)室溫超導(dǎo)材料的目的并不是單純的將上輩子的研究成果復(fù)刻出來(lái)，而是在原有的基礎(chǔ)上尋找優(yōu)化的道路。

這個(gè)才是目的。

對(duì)室溫超導(dǎo)材料的研究進(jìn)入了正軌，徐川也不急，每周七天前四天去川海材料研究所，后三天分配給其他的工作。

朝九晚五的日子，對(duì)于他這種人來(lái)說(shuō)，某種程度上甚至算得上休息了。

畢竟很多時(shí)候，他一旦進(jìn)入了某個(gè)問(wèn)題或某個(gè)科研項(xiàng)目中，熬夜爆肝是習(xí)以為常的事情。

“教授。”

南大，辦公室中，有人輕輕的敲了敲門(mén)，喊了一聲。

聽(tīng)到聲音，徐川抬頭看去，見(jiàn)到是來(lái)人后笑著站起打了個(gè)招呼：“你們?cè)趺磥?lái)了。”

來(lái)人是他的學(xué)生，谷炳，身后還跟著一個(gè)女生，是谷炳的女朋友，叫江孜，兩人確定關(guān)系的時(shí)候谷炳帶著來(lái)見(jiàn)過(guò)他。

谷炳臉上帶著笑容，看了一眼女友。

江孜點(diǎn)了點(diǎn)頭，松開(kāi)谷炳的手，走上前來(lái)，將手中的請(qǐng)?zhí)p手遞給的了徐川，臉上帶著笑容，道：“教授，我和谷炳，是來(lái)給您送請(qǐng)?zhí)摹！?p/> 徐川的目光落在了江孜的身上，意識(shí)到了什么，笑著伸手接過(guò)了請(qǐng)?zhí)瑔?wèn)道：“結(jié)婚請(qǐng)?zhí)麊幔俊?p/> 入目，大紅色請(qǐng)?zhí)险嬗媒鹕髌嵊〕隽思t雙喜，背面的啟口處還有一個(gè)心形的圖案。

正如他所預(yù)料，是他這個(gè)學(xué)生的結(jié)婚請(qǐng)?zhí)?p/> 谷炳牽著女友的手，臉上帶著甜蜜的笑容，點(diǎn)著頭笑道：“是的，教授，我準(zhǔn)備和小孜結(jié)婚了。”

徐川笑著祝福道：“恭喜你們！時(shí)間已經(jīng)確定下來(lái)了嗎？什么時(shí)候？”

谷炳是他的第一批學(xué)生，收下的時(shí)候二十五歲，時(shí)隔七年，如今也已經(jīng)三十三歲。

這個(gè)年齡結(jié)婚放到普通人中是妥妥的晚婚，不過(guò)對(duì)于科研人員來(lái)說(shuō)，這個(gè)年齡結(jié)婚雖然同樣有點(diǎn)晚，但也屬于正常的范疇。

畢竟在國(guó)內(nèi)，博士畢業(yè)差不多平均年齡就到了三十三歲了。

谷炳的對(duì)象他見(jiàn)過(guò)，是一個(gè)來(lái)自川都那邊的女生，比谷炳小五六歲，兩人在一起有快一年的時(shí)間了。

算算時(shí)間，一切順利也差不多時(shí)候結(jié)婚了。

谷炳笑著道：“時(shí)間已經(jīng)定下來(lái)了，就在元旦，也就是一個(gè)月后。地址在綠地洲際酒店。”

徐川笑著點(diǎn)了點(diǎn)頭，拆開(kāi)請(qǐng)?zhí)戳艘谎郏Φ溃骸拔視?huì)提前安排好時(shí)間的，一定準(zhǔn)時(shí)參加。”

聞言，谷炳臉上頓時(shí)帶上了燦爛的笑容。

在所有的邀請(qǐng)嘉賓中，除去雙方的父母外，徐川無(wú)疑是最重要的一位了。

“那個(gè)，教授，我還有個(gè)事想請(qǐng)您幫忙。”

送完請(qǐng)?zhí)螅缺嗣X袋，有些不好意思的開(kāi)口道。

徐川笑著問(wèn)道：“怎么了？”

谷炳靦腆的笑了笑，開(kāi)口道：“那個(gè)，教授，我想請(qǐng)您當(dāng)我的證婚人。”

“證婚人？”聽(tīng)到這個(gè)，徐川愣了一下，隨即笑著道：“沒(méi)問(wèn)題，這是小事。”

谷炳笑著道：“那就麻煩教授您了。”

閑聊了一會(huì)后，谷炳帶著女友離開(kāi)，徐川臉上掛著笑容，目光落到桌上的紅色請(qǐng)?zhí)希行└锌?p/> 先有林風(fēng)的女兒的滿月酒，再有谷炳的結(jié)婚宴。

不知不覺(jué)的，他身邊和他年齡相差不多的朋友和學(xué)生，好像都開(kāi)始走向人生的另一個(gè)階段了。

笑著搖了搖頭，徐川將請(qǐng)?zhí)樟似饋?lái)，提前一個(gè)月的時(shí)間給他送請(qǐng)?zhí)@個(gè)學(xué)生倒是有心了。

在那之前，解決掉室溫超導(dǎo)材料的研究好了。

畢竟研發(fā)，或者說(shuō)將氧化銅基鉻銀系室溫超導(dǎo)材料復(fù)刻出來(lái)并不難，難的是后續(xù)的優(yōu)化。

元旦之后，他搞不好就要將精力投入到其他領(lǐng)域了。

日子一天一天的過(guò)去，徐川每天的生活基本都是三點(diǎn)一線。

南大、川海材料研究所、星海研究院以及紫金山腳下的別墅。

室溫超導(dǎo)材料的研發(fā)占據(jù)了他主要的精力，至于去南大給學(xué)生上課和星海研究院主持日常工作，基本上一天只會(huì)選擇一個(gè)地方。

在長(zhǎng)達(dá)近一個(gè)月的時(shí)間中，針對(duì)室溫超導(dǎo)材料的研究已經(jīng)往前推進(jìn)了不小的距離。

他和宋文柏以及龔正三人各自帶領(lǐng)一個(gè)團(tuán)隊(duì)，選擇不同的方向進(jìn)行研究，收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

十二月二十四，圣誕節(jié)的前一天，深冬季節(jié)的天氣反常的下起了大雨，天空烏云密布。

川海材料研究所的實(shí)驗(yàn)室中，徐川穿著白大褂，帶著防護(hù)口罩和護(hù)目鏡，將手中的材料送進(jìn)了電子束蒸發(fā)鍍膜機(jī)中。

既然已經(jīng)決定要在谷炳結(jié)婚前完成室溫超導(dǎo)材料的研發(fā)，那么留下幾天的時(shí)間進(jìn)行初步驗(yàn)證是必須的。

平安夜是個(gè)不錯(cuò)的日子，按照記憶中的流程，徐川已經(jīng)展開(kāi)了對(duì)氧化銅基鉻銀系室溫超導(dǎo)材料的合成工作。

對(duì)于他來(lái)說(shuō)，即便是已經(jīng)過(guò)去了十幾年的時(shí)間沒(méi)有再親自動(dòng)手合成過(guò)氧化銅基鉻銀系超導(dǎo)材料，整個(gè)合成過(guò)程也不可能忘記。

其實(shí)，室溫超導(dǎo)體的最核心關(guān)鍵并不在于研究其他超導(dǎo)材料的‘摻雜’手段上。

而是在于另一個(gè)方向。

即局域電子離域化，也就是所謂的凝聚態(tài)電子局域化構(gòu)造上面。

事實(shí)上，在人類(lèi)研究超導(dǎo)材料的歷史中，摻雜可以說(shuō)是最為重要的一個(gè)手段。

以導(dǎo)電性為例，它主要是由載流子濃度和遷移率來(lái)決定。

從半導(dǎo)體芯片、單質(zhì)硅等發(fā)展那里得來(lái)的經(jīng)驗(yàn)，要提高載流子濃度就得靠摻雜，或者門(mén)電壓注入、光注入等。

但摻雜必然導(dǎo)致雜質(zhì)和缺陷增多，遷移率下降這一結(jié)果，于是就需要考慮二者的平衡與妥協(xié)。

尋找一個(gè)像半導(dǎo)體中N型摻雜的磷和硅結(jié)構(gòu)和能級(jí)是如此的匹配的超導(dǎo)材料，是該領(lǐng)域所有學(xué)者幾乎都在做的事情。

絕大部分的超導(dǎo)材料，也都是這樣發(fā)現(xiàn)的。

適合的摻雜會(huì)提高超導(dǎo)材料的臨界溫度和臨界電流強(qiáng)度這些。

無(wú)論是低溫/高溫超導(dǎo)材料，無(wú)論是銅氧化物，還是鐵基超導(dǎo)材料，在研發(fā)的過(guò)程中都是通過(guò)對(duì)這些基礎(chǔ)材料摻雜其他元素來(lái)提升這些屬性的。

但是，人們并不知道在超導(dǎo)材料中，有哪種摻雜劑能夠達(dá)到半導(dǎo)體的‘硅摻磷’這樣完美契合的程度。

于是對(duì)超導(dǎo)材料的研究做法就是窮舉。

大家把元素周期表上的那一排排的元素一個(gè)一個(gè)試，總有一個(gè)或一些，能達(dá)到結(jié)構(gòu)和能級(jí)的最優(yōu)匹配。

然而材料學(xué)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的領(lǐng)域，物質(zhì)世界也是如此復(fù)雜，摻雜劑也遠(yuǎn)不止元素。

就像鈣鈦礦ABX3的A位就從原本的原子，變成了更為復(fù)雜的甲胺基一樣，思路一下就打開(kāi)了，復(fù)雜度當(dāng)然也就打開(kāi)了。

這時(shí)候純靠窮盡法的參數(shù)掃描、堆人力物力的研究思路，面對(duì)無(wú)窮多的化合物基團(tuán)，顯然會(huì)力不從心。

或許未來(lái)的AI和大數(shù)據(jù)推算是一個(gè)很好的解決辦法。

但凝聚態(tài)物理和強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子體系告訴了徐川，這里其實(shí)還有另外一條路。

那就是材料的局域電子離域化！

也就是盡可能讓局域電子待在費(fèi)米面附近，而不是深深地埋在原子內(nèi)層。

只要讓材料的電子能夠穩(wěn)定的帶在費(fèi)米面附近，就能夠最大程度的引導(dǎo)電流的通過(guò)。

如何構(gòu)建一個(gè)這樣的體系，就是實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)材料的真正關(guān)鍵了。

至于合成手段，以目前的技術(shù)來(lái)說(shuō)，毫無(wú)疑問(wèn)就是納米合成技術(shù)了。

只有細(xì)微到極致的納米材料合成技術(shù)，才能精準(zhǔn)的操控材料表面的每一塊區(qū)域。

氧化銅基鉻銀系室溫超導(dǎo)材料就是通過(guò)納米技術(shù)合成的。

在特定的條件下，通過(guò)微調(diào)氧化銅晶體層表面的堆疊和扭曲，再摻入銀和鉻元素，可以使界面最大超電流根據(jù)電流方向而變化，并實(shí)現(xiàn)對(duì)界面量子態(tài)的電子控制，通過(guò)反轉(zhuǎn)電流的極性來(lái)改變量子態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)。

不過(guò)遺憾的是，它仍然并不是‘狹義’上的室溫超導(dǎo)材料，需要一定的外部壓強(qiáng)來(lái)穩(wěn)定費(fèi)米面的電子離域化。