大國(guó)院士 第三百四十章尋找高溫超導(dǎo)的機(jī)制

會(huì)議室中，徐川從樊鵬越手中接過(guò)筆記本，翻閱著里面的數(shù)據(jù)資料。

摸索出超低溫超導(dǎo)銅碳銀復(fù)合材料的研究員叫‘宋文柏’，是從武理大學(xué)那邊挖過(guò)來(lái)的一名教授，之前主要研究領(lǐng)域是材料化學(xué)。

這次這位宋教授能摸索到超低溫超導(dǎo)材料，半分靠經(jīng)驗(yàn)，半分靠運(yùn)氣。

他并沒(méi)有走傳統(tǒng)材料學(xué)的粉末冶金法，也沒(méi)有走研究超導(dǎo)體材料常用的高溫高壓合成法來(lái)研究銅碳銀復(fù)合超導(dǎo)材料，而是取用了納米材料制備和分子修飾的發(fā)展路線。

他先通過(guò)納米手段制備銅碳銀復(fù)合材料，然后再通過(guò)氣相沉積的方式來(lái)對(duì)細(xì)微的原子結(jié)構(gòu)進(jìn)行操控調(diào)整。

和常規(guī)制備銅碳銀復(fù)合材料的粉末冶金法相比，這種新手段解決了銅和碳的界面結(jié)合不牢，復(fù)合材料中存在大量孔洞的問(wèn)題。

而相對(duì)于高溫高壓的超導(dǎo)體研究手法來(lái)說(shuō)，也避免了銅原子與碳原子即使在高溫下不發(fā)生反應(yīng)，潤(rùn)濕性極差的缺點(diǎn)。

不得不說(shuō)，在材料研究領(lǐng)域能夠在國(guó)內(nèi)大學(xué)排到前五的武理大學(xué)，還是有些本事的。

一名中等偏上，不算頂尖的材料化學(xué)方面的教授，在構(gòu)思新材料的研發(fā)方面，有著充足的經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)對(duì)手段。

若要說(shuō)缺點(diǎn)的話，那就是在二維薄膜沉積的過(guò)程中，使用了粘結(jié)劑，即便是只是微量的粘接劑這在一定程度上破壞了銅碳銀復(fù)合材料本身的純粹性。

這不僅意味著它需要更低的溫度，才能使得這種薄膜材料達(dá)到超導(dǎo)能隙。也意味著材料本身的性能大幅度降低。

“有點(diǎn)意思，打個(gè)電話給這位宋教授，問(wèn)問(wèn)他現(xiàn)在有時(shí)間沒(méi)有，如果有的話，請(qǐng)他過(guò)來(lái)一趟，我有點(diǎn)問(wèn)題想咨詢一下他。”

翻閱完電腦中的資料后，徐川感興趣的抬起了頭，手指在桌上輕輕的敲了敲，朝著樊鵬越說(shuō)道。

老實(shí)來(lái)，這份超低溫超導(dǎo)銅碳銀復(fù)合材料本身的價(jià)值，其實(shí)并不是那么大。

首先這位宋教授研究出來(lái)的材料是二維薄膜結(jié)構(gòu)，要將其加工成導(dǎo)線或者其他形狀的超導(dǎo)材料難度還很大。

其次是在43.5K（大約230攝氏度）的溫度下做到超導(dǎo)，外面其實(shí)早就已經(jīng)有了。

比如CERN的大型強(qiáng)粒子對(duì)撞機(jī).

對(duì)粒子進(jìn)行加速需要超強(qiáng)的磁場(chǎng)，而強(qiáng)磁場(chǎng)需要超導(dǎo)材料才能做到極限。

LHC粒子對(duì)撞機(jī)使用的就是鈮錫合金，通過(guò)液氦進(jìn)行冷卻后，這種材料已經(jīng)做到了能在常壓環(huán)境中超導(dǎo)，且能批量生產(chǎn)。

而拋開(kāi)低溫超導(dǎo)來(lái)說(shuō)，高溫超導(dǎo)其實(shí)也早有研究。

早在1987年的時(shí)候，華國(guó)、米國(guó)、小島國(guó)等國(guó)家的科學(xué)家就都發(fā)現(xiàn)‘鋇－釔－銅氧化物’處于液氮溫區(qū)具備了Tc，從而有了超導(dǎo)電性。

（Tc指的是臨界溫度，是材料從正常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)態(tài)的溫度。比如水銀，當(dāng)溫度稍低于4.2K時(shí)，汞的電阻突然消失，表現(xiàn)出超導(dǎo)狀態(tài)，所以水銀的Tc是4.2K，約零下268.95攝氏度。）

但受限于銅氧化物超導(dǎo)體像很脆的陶瓷材料，你無(wú)法把它們拉成細(xì)線，再加上制造成本很高，稍有雜質(zhì)污染即失效等問(wèn)題，高溫超導(dǎo)一直無(wú)法應(yīng)用于工業(yè)上。

所以單單是43.5K的溫度超導(dǎo)，并沒(méi)有什么太大的實(shí)用價(jià)值。

它不僅需要液氦冷凍才能超導(dǎo)，還沒(méi)法工業(yè)化生產(chǎn)。

不過(guò)，他在這份資料中找到了一些很有意思的東西。

如果能弄清楚的話，說(shuō)不定能從另一個(gè)角度解釋一下高溫超導(dǎo)材料的超導(dǎo)基理。

要知道超導(dǎo)材料的高溫超導(dǎo)基理，別說(shuō)是現(xiàn)在的2020年初了，就是再過(guò)十幾年，在后世都沒(méi)有找到真正的解釋。

哪怕是他在后世研究出來(lái)了常溫超導(dǎo)材料，也沒(méi)能做到解釋常溫高溫超導(dǎo)體存在的原因。

如果是在其他領(lǐng)域，這幾乎是一件不可能或者說(shuō)極難的事情。

理論未成型，實(shí)際成果又如何能做出來(lái)？

但在材料學(xué)領(lǐng)域，沒(méi)有理論卻實(shí)驗(yàn)碰巧撞出來(lái)成果再普通不過(guò)了。

如今社會(huì)上使用的很多材料，其實(shí)都是先有成果，而后再研究成果獲得理論的。

如果能解釋清楚高溫超溫超導(dǎo)材料的超導(dǎo)基理，這對(duì)于超導(dǎo)材料的發(fā)展來(lái)說(shuō)，絕對(duì)是一個(gè)巨大的提升。

樊鵬越點(diǎn)了點(diǎn)頭，從口袋中摸出手機(jī)打了個(gè)電話，詢問(wèn)了一下后掛斷了電話。

沒(méi)等多久，會(huì)議室外，敲門聲響起。

徐川開(kāi)口道：“請(qǐng)進(jìn)。”

隨即，大門推開(kāi)，一名帶著金邊眼鏡的中年男子走了進(jìn)來(lái)。

“樊總，您找我？”

宋文柏走進(jìn)來(lái)詢問(wèn)道，目光卻落到了坐在辦公桌邊的徐川身上。

熟悉的身影讓他不由自主的愣了一下，半疑半信的開(kāi)口問(wèn)道：“您是徐院士？”

當(dāng)初川海材料研究所挖他的時(shí)候，他就知道這家實(shí)驗(yàn)室背后的真正主人是那位大名鼎鼎的徐川徐教授。

他認(rèn)出來(lái)了徐川，但是又有點(diǎn)懷疑是不是真的。

因?yàn)閺娜肼毜浆F(xiàn)在，別說(shuō)他了，川海材料研究所大部分的人都沒(méi)有見(jiàn)到過(guò)這位真正的老板。

所以這會(huì)即便是看到了真人，都有些懷疑自己是不是看錯(cuò)了。

對(duì)面，樊鵬越看向徐川，笑著說(shuō)道：“你說(shuō)你，甩手掌柜做久了，公司員工都不認(rèn)識(shí)伱了。”

徐川沒(méi)理會(huì)樊鵬越，他沖宋柏笑了笑，開(kāi)口道：“是我。宋教授請(qǐng)坐，這次找你過(guò)來(lái)，主要是有些問(wèn)題想要咨詢一下。”

宋文柏快步走了過(guò)來(lái)，帶著些緊張的問(wèn)道：“您說(shuō)。”

雖說(shuō)他年齡要遠(yuǎn)大于眼前這位，但兩人之間無(wú)論是學(xué)識(shí)還是地位，都相差極大。

院士級(jí)別的巨佬，整個(gè)武理大學(xué)也就四位，他雖然見(jiàn)過(guò)，也交流過(guò)，但這種院士巨佬成為他的頂頭上司的，還是第一次。

而且這還是在私企，并非在學(xué)校中，領(lǐng)導(dǎo)的對(duì)于下屬的權(quán)利就更大了，給他到來(lái)的壓力也更大。

當(dāng)然，如果把握好了機(jī)會(huì)，特別是川海材料研究所這種剛剛開(kāi)始擴(kuò)建的，以后的路會(huì)很光明的。

他今年已經(jīng)快五十了，再加上本身的學(xué)術(shù)水平就擺在那里，雖然不弱，但也不頂尖，所以在武理那邊晉升的前途差不多已經(jīng)到頂了。

而換個(gè)新環(huán)境，說(shuō)不定能走的更遠(yuǎn)一點(diǎn)。這也是他能夠被挖過(guò)來(lái)的原因，不僅僅是錢，還有晉升的希望。

徐川也沒(méi)太在意這些東西，他將辦公桌上的電腦連上了虛擬投影，打開(kāi)了超低溫超導(dǎo)銅碳銀復(fù)合材料的研究數(shù)據(jù)。

“關(guān)于你研究出來(lái)超低溫超導(dǎo)銅碳銀復(fù)合材料，我有一些問(wèn)題想要咨詢一下。”

“首先是關(guān)于x射線衍射分析數(shù)據(jù)，通過(guò)X射線研究，樣品在x≈0.04時(shí)存在一個(gè)從正交晶到四方晶的結(jié)構(gòu)相變過(guò)程，原胞體積隨銅的組分增加而變大。”

“而RT曲線測(cè)量得到零電阻溫度，會(huì)隨銅組分的增加迅速下降，直到降低到50K溫度以下后，零電阻溫度隨X增大而減小，且在結(jié)構(gòu)相變點(diǎn)沒(méi)有突變。”

“關(guān)于這點(diǎn)，你有什么看法？”

這個(gè)問(wèn)題在樊鵬越給他的數(shù)據(jù)中沒(méi)有分析答案，也就說(shuō)目前分析結(jié)果沒(méi)有做出來(lái)。

如果想要知道的話，直接詢問(wèn)實(shí)驗(yàn)主導(dǎo)負(fù)責(zé)人是最快的。

宋文柏思索了一下，開(kāi)口道：“按照我的推測(cè)，這應(yīng)該是粘接劑這類元素?fù)诫s對(duì)銅碳銀復(fù)合材料的影響，粘接劑的電子摻雜會(huì)導(dǎo)致它的晶格系數(shù)發(fā)生了變化。”

“我之前在武理大學(xué)的時(shí)候研究過(guò)空穴摻雜對(duì)電子結(jié)構(gòu)的影響，在外壓下體系下，磁性受強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系電子的多體效應(yīng)而被逐漸抑制。”

“這可能就是溫度降低到50K以下后，零電阻溫度隨X增大而減小，且在結(jié)構(gòu)相變點(diǎn)沒(méi)有突變的原因。”

聽(tīng)著宋文柏的解釋，徐川手指在桌面上的有一搭沒(méi)一搭的敲著，腦海中陷入了沉思。

空穴摻雜對(duì)電子結(jié)構(gòu)和晶格系數(shù)的影響嗎？

如果他沒(méi)有記錯(cuò)的話，在上輩子對(duì)銅碳銀復(fù)合超導(dǎo)材料的研究時(shí)，他一開(kāi)始研究的并不是銅碳銀復(fù)合材料，而是氧化銅銀納米材料。

因?yàn)檠趸牧鲜枪J(rèn)最有希望突破高溫超導(dǎo)限制的。

后面他之所以將氧更換成碳，其實(shí)是因?yàn)橐粓?chǎng)陰差陽(yáng)錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)事故導(dǎo)致的。

而氧化物超導(dǎo)體之所以成為主流，不僅僅是因?yàn)樗鼈兡艽蚱瞥蜏爻瑢?dǎo)的限制，更是因?yàn)殂~氧化物高溫超導(dǎo)體還表現(xiàn)出了很多奇異的性質(zhì)。

比如其超導(dǎo)相具有d—波配對(duì)對(duì)稱性，這與常規(guī)超導(dǎo)體的s—波對(duì)稱性不同；

再如其母體材料具有反鐵磁Mott絕緣相，而在欠摻雜區(qū)域存在贗能隙以及費(fèi)米弧等現(xiàn)象。

在今天，宋文柏的話帶給了他一絲新的靈感，他之前一直沒(méi)有想通的關(guān)鍵或許能得到答案。

如果將原本的氧化銅銀納米材料視作超導(dǎo)體的話，或許意外摻雜進(jìn)原本材料中的碳可能就打破Tc臨界溫度的關(guān)鍵了。

或許，他能找到銅氧化物高溫超導(dǎo)體超導(dǎo)形成機(jī)制。

如果能成功，這對(duì)于高溫超導(dǎo)材料來(lái)說(shuō)，絕對(duì)是一個(gè)有史以來(lái)最大的突破！

而且有了這套理論，他就能順理成章的以最快的速度將超導(dǎo)材料研發(fā)出來(lái)了。

只不過(guò)現(xiàn)在他還需要更多的數(shù)據(jù)和信息，來(lái)驗(yàn)證他心中的想法！