401章 传授(三更求保底月票)
通过对LaAlO3/SrTiO3异质界面、非晶合金Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5、致热相变金属氧化物二氧化钒等凝聚态物质的实验研究,杨定天采集了大量的实验数据,交给沈奇构建理论体系。
杨定天以实验室为家,除了回宿舍洗热水澡,他吃喝拉撒睡都在沈奇数理研究中心搞定。
沈奇终于理解杨定天为啥要养猫,杨定天这个禁欲系实验狂魔需要一种治愈系的小动物陪伴,否则太过孤单。
根据实验室的数据,沈奇开始起草一篇综述文章,他以LaAlO3/SrTiO3为例,认同异质界面高浓度、高迁移率的准二维电子气q2DEG的起源机制为极化灾变。
极化灾变理论不是沈奇提出的,但他以自己的方式验证了极化灾变理论对q2DEG的理论支撑作用。
验证完了又有何实际应用呢?
沈奇在综述文章中写到,新型氧化物材料或将投入到未来的电子器件研发、制造中,传统电子行业或许会迎来新的变化,当然了,基于q2DEG材料的商业化应用还需要进一步研究,这个领域具有广阔的应用前景。
对于另一种氧化物二氧化钒(VO2)的研究,沈奇在一定的实验数据及计算机模拟数据的基础上,结合缺陷的拓扑和几何性质经典理论体系,大胆创新提出一个新的推测,他暂且称之为“具有多种晶相结构的化合物的无序-有序相变规则”。
VO2是典型的具有多种晶相结构的化合物,在341K即67.85摄氏度附近,VO2会发生由低温绝缘体相到高温金属相的可逆转变,同时伴随光学、电学、磁学等性质的可逆突变。
这种独特的性质使VO2在光电材料开关、智能玻璃、存储介质材料、激光防护等领域有着广泛的应用前景。
类似VO2这种化合物的金属-绝缘可逆相变一直是科学家们研究的热点,但其相变机理至今未有定论。
沈奇通过研究发现,具有多种晶相结构的化合物的宏观物理现象,由其微观结构特征决定,相变初期会形成大量有序的核心区域,相变过程中核心不断生长导致相互接触,反相畴相互交织是无序的。
经过严密的拓扑学分析,沈奇推测,形成超晶格是有序化的结果,有序化利于我们掌控金属-绝缘可逆相变,它在理论上遵循一个一维晶格模型。
通过不厌其烦的数学物理计算,优化晶格动力学的计算方法,沈奇给出了这个模型的基本方程:
∫+∞-∞dux/dx/x-ζdζ=(1-v)b/2asin4πux/b
“累死了,太烧脑。”沈奇构思几个月,招募了一个博士研究生没日没夜帮他做实验,最终写出了一篇五十几页的综述文章。
这篇文章中一半以上的内容由各种实验数据、图表、图片填充,一小半是理论分析和推测,结论性的内容就是最后的基本方程。
沈奇让杨定天来到主任办公室,一起欣赏他刚出炉的综述文章。
杨定天抱着猫进来,看过沈奇的杰作之后,杨定天震惊了:“太牛了沈主任,区区500万的经费,你硬是捣鼓出价值50亿以上的研究成果。”
猫也震惊了:“喵!”
“定天啊,这也有你的功劳,我想说的是,这只是阶段性研究成果,你的实验还将继续。这个无序-有序相变规则规则经我反复验证,仅能适用于部分氧化物和复杂氧化物,即便对象是结构类似的合金,它也不适用。”沈奇摸了摸猫的下巴,说到:“这猫又长肥了,看来我们中心的待遇不错。”
“所以沈主任会发表这篇综述文章?”杨定天问到。
沈奇转化综述文章为PDF格式,进入《物理评论快报》的投稿页面:“发。”
“作者名单中还有我的名字?”杨定天的身子一抖,看得出来他内心的激动,在读阶段能成为PRL论文的作者,很多博士研究生不敢想这种事情。
“文章是我写的,实验基本上是你做的,作者名单中必须有你的名字。我们这个973项目是一个系列,这篇综述文章是系列中的一部分,随着实验的推进,后续我们还将发表续集、番外。因为你刚来嘛,所以这个系列的开篇文章由我主笔,我希望你能尽快成长,后面的续集、番外将由你来主笔,我负责审核。”沈奇完成了综述文章的投稿后,将PDF文件转发到杨定天的邮箱。
完事沈奇又将一些草稿纸手稿交给杨定天:“PDF是结果的呈现,这些手稿代表思考过程,你拿回去研究一下,有不懂的地方可以问我。”
沈奇带博士生有他的一套方法,不能把博士生当做打工仔、实验狗,传授经验和知识是最重要的。
杨定天接过手稿如获至宝,他也提出了一个建议:“我们之前的实验,主要是为理论构建提供数据支撑。那么现在已经有初步理论了,接下来我们的实验是否以应用研究为主?打个比方,基于沈主任的无序-有序相变规则,我们通过实验得到二氧化钒可逆相变的商业化应用数据,它可以应用在建筑、电子、汽车、高新产业乃至军工等诸多行业。这玩意就是专利啊,应用越广、价值越高,它就越值钱。”
“道理我懂,但你认为就凭区区500万,这么几台基础设备,咱们两条枪,就能完成商业化研发?当然了,初期我们可以通过产学研合作的方式,寻找一些财力雄厚的合作伙伴,后期我们中心发展壮大了,可以单干。但我们再怎么单干,也不会直接面对市场,市场竞争是企业的职责,高校和科研机构负责技术支持。记住,我们是科研人员,不是商人。”沈奇有他的规划,他培养的是科学家,不是商界精英。
杨定天回到实验室继续做实验,并消化吸收沈奇传授的理论知识。
沈奇推导出无序-有序相变规则,及一维晶格模型基本数学物理方程,消耗了不少内力,他需要放松放松,然后投入下一阶段的研究工作。
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