从学霸开始迈向星辰大海 第122节
“之前我听燕大生物系的一个师兄说的话,感觉还挺有意思的。他说:数学是火,点亮物理的灯;物理是灯,照亮化学的路;化学是路,通向生物的坑;生物是坑,埋葬所有理科生。”
徐洲闻言也不禁笑了出来,说道:
“你这师兄也有点儿太悲观了,化学怎么就是通往生物的坑了?”
“我也不太清楚,不过他本科和硕士学的是化学,后来博士就转到生物去了。”
听宁晨这么说,徐洲也想起了“四大天坑专业”的梗,瞬间体会到了这个学生的心情。
“虽然后面的观点有些消极,但这还是能够说明,这些不同的理学科目之间,还是有非常紧密的联系的。以后说不定我们就可以研究一个叫做‘生物材料’的新方向,当然就算做不到,多学一门
学问总是利大于弊的。”
“宁晨,你说得确实有道理,不过这种方式,也只适用于你这种学习能力极强,精力特别旺盛的人了。换做是其他学生,弄明白一个专业的知识都够困难的了,哪还有时间去顾及其他的科目。”
宁晨也知道徐洲的观点没问题,自己的这种学习方式,宁晨也是不会随便推荐给别人的。
“对了,宁晨,之前你研究双层FeSe薄膜,和更换衬底的实验,现在进展怎么样了?”徐洲问道。
“测试得到的结果,跟我之前的预测是基本相符的。在镀上两个原子层的FeSe薄膜之后,物质反而失去完全导电性了。而在更换其他的衬底之后,物质也同样不再具有完全导电性。”
出现这样的结果,并不是宁晨的实验失败,反而更加证实了宁晨之前理论的正确性。
“宁晨,你觉得出现这样的结果,能够说明什么呢?”
“其实这种FeSe单原子层薄膜镀衬底的模式形成的铁基超导体,与之前各种铁基超导体的体系都有所区别。这种物质之所以具有超导体的特性,是因为SrTiO3衬底与FeSe单原子层薄膜的结合,在载流子、电子-声子耦合方面,帮助了超导的实现……”
宁晨从根本理论的角度上,向徐洲解释着其中的原理。
听完了宁晨的讲解,徐洲也明白了宁晨心中的想法。
“也就是说,你的这种FeSe单原子层薄膜加衬底的模式,并不像之前那些超导体那样,是可以规律的进行同类结构的替换的?”
“是的,无论是增加薄膜的层数,还是替换类似的衬底结构,这些方法都并不奏效。但我们可以回到最原始的起点,直接从原子层和界面上去设计材料,同样有机会发现一些新的超导体。”
“我大概明白了,真是了不起的理论啊。宁晨,我觉得你已经算是世界超导界的领军人了。”
宁晨闻言连忙摆摆手道:
“徐老师,就不要吹捧我了。我承认我在铁基超导领域上的确是小有所成,但放眼整个超导领域,我的研究内容也只是沧海一粟罢了。”
不过宁晨也在心里暗暗下定决心,等自己在铁基超导上的研究做到一定的程度之后,一定会继续拓展自己的研究方向,而不是仅仅局限于这一个研究领域。
“好了,那你就赶紧继续研究吧,让自己真正成为世界超导界的领军人吧。早点儿拿到诺贝尔奖,之后我也可以跟别人吹嘘说,拿到诺贝尔奖的是我的学生。”
“徐老师,不用把希望都放在我身上,你也有拿诺贝尔奖的机会的。”宁晨笑道。
与徐洲聊了一会儿,宁晨继续进行着有关新型铁基超导体的设计工作。
经过一番仔细的分析和计算之后,宁晨构造出了一种“1144”型的新型铁基超
导体。
这种构造的思路是非常具有颠覆性的,但宁晨根据自己之前总结出来的实验数据和实验理论,认为这种新型的材料,同样是具备实现完全导电性的可能的。
这里的前两个“1”,分别表示1个Ca原子和1个碱金属原子。
而后两个“4”,则是表示由4个Fe原子和4个As原子构成的原子薄膜层。
Ca原子层与碱金属原子层,分别在FeAs原子薄膜层的两侧。
理论上,可以通过在Ca层侧和碱金属层侧引起两个不同的Fe-As键距,从而实现物质的完全导电性。
宁晨构造的这个模型,并不是完全复制小智昨天构造的那几个模型,而是在小智模型的基础上进行的改进。
宁晨觉得,以小智现在的能力,除了在计算能力和搜索速度上胜过自己,其他的能力还是未必比得过自己的。
小智构造的模型也只是给宁晨带来一定的参考价值,肯定不能盲目的直接拿去用的。
晚上回家之后,宁晨将自己设计的最新模型拷入电脑中,让小智对这个模型的完全导电性进行着评估。
小智对宁晨的这个模型评价还算不错,具备超导特性的概率达到70%以上,只是在超导临界温度上,没有给出具体的估计数据。
看完了小智对这种物质的超导特性评估,宁晨心里也不禁泛起了嘀咕。
“这就有些奇怪了……之前超导特性比这个低的物质,小智也是会给出超导临界温度的预测的。怎么这一次,反倒是没有具体温度的预测了?”
宁晨觉得,这或许是因为小智的模型化能力还不够成熟,便也没有在这件事情上多想。
第二天,宁晨来到实验室,进行着实验准备工作。
因为宁晨这次想要制备的铁基超导体中,是含有As元素的,而As元素含有一定的毒性,特别是含As的化合物毒性更大,因此在实验之前,宁晨对于实验的防护工作非常的谨慎。
宁晨穿戴了比之前更加严密的实验服和其他防护装备,保证实验万无一失之后,才开始了实验。
开始的时候,宁晨依然使用着MBE设备,制造着FeAs单原子层。
第177章 比人工智能更强的想象力
除了要更加警惕元素的毒性之外,其他的操作与之前并没有太大的区别。
几天的时间里,宁晨顺利的合成了很多的FeAs薄膜,并最终成功合成出了自己设计出来的铁基化合物。
经过测试之后,宁晨确定这种物质是与自己之前设计的物质结构完全相同的。
事情似乎又要向理想之中的方向发展了,可就在对这种物质进行完全导电性测量的过程中,宁晨发现了一丝不对劲的地方。
“不对……以现在的趋势来看,这种物质好像更像是一种绝缘体呢?”
有了这么多次完全导电性测量的经验,宁晨对于各种数据的变化,也是非常敏感的。
虽然说某些绝缘体,在极低温的情况下,也是有可能转化成为超导体的,但毕竟这只是比较少见的情况,而且其中存在着一些复杂的转变机理。
在宁晨设计这种物质的时候,并没有考虑过绝缘体和超导体转变的情况,因此至少从现在得到的测量数据来看,宁晨的这个模型是不够准确的。
不过宁晨并没有马上结束测量,而是继续将测量工作进行了下去。
最终,直到宁晨将测试电路的温度降低到无限接近0K,依然没有发现任何超导转变的现象。
“果然,这种物质就是一种非常纯粹的绝缘体。”
完成了物质完全导电性的测量实验,宁晨的心里还是有一些失落的。
这样的结果,让宁晨意识到,现在的自己仍然存在着很大的进步空间。
当然,实验失败在科研的过程中,是一件非常正常的事情。
宁晨很快调整好了心态,回到实验室,准备对刚刚测量出来的实验数据进行总结和分析,寻找其中的核心问题到底在哪里。
宁晨回到实验室后,徐洲从宁晨的神态上,就看出宁晨的实验多半是失败了。
“宁晨,这次的实验是不是没有那么顺利啊?”
听到徐洲的话,宁晨点点头的说道:
“嗯,经过测试,这种物质只是一种绝缘体,在任何的温度下,都没有表现出超导状态的转变。”
“没关系,这也是很正常的现象,不必气馁,把其中的原因分析出来就可以了。”徐洲安慰道。
宁晨这个时候终于反应过来了什么,好奇的向徐洲问道:
“徐老师,你从我的表情中,就能看得出我的实验是成功还是失败吗?”
宁晨一直觉得,自己并不是一个将喜怒表现在脸上的人,可以比较好的隐藏自己内心的情绪。
“当然了,跟你认识这么久,这点东西总还是能看出来的吧。”
听徐洲这么说,宁晨也觉得,很多东西是由心而生的,不刻意去掩饰,确实还是能够从一些细节处观察出来。
“看来还是我修炼得不够,以后争取不让你把什么都看出来。”宁晨笑道。
“算了吧,要是我天天跟伱在一起,连你的情绪都看不出来,那就太可怕了。你现在就已经够成熟的了,你现在可才二十一岁啊。”
宁晨倒也不是真的想让自己,成为一个旁人琢磨不透的人,在与朋友相处的时候,保持这种自然轻松的状态也不错。
……
宁晨花了几天的时间,对这些实验数据进行着分析,并借助小智来辅助寻找实验失败的原因。
让宁晨有些失望的是,无论是自己还是小智,都没有发现这个模型中存在的问题,但实验的结果却与他们认为的理论相悖。
无奈之下,宁晨只好暂时把这个问题放在一边,先整理着自己之前的研究成果,也抽时间研究了一下有关纳维-斯托克斯方程的问题。
每当宁晨的研究陷入瓶颈的时候,转移一下注意力是一种不错的选择。
研究了几天纳维-斯托克斯方程之后,宁晨虽然还没有想到什么解决它的的存在性与光滑性的思路,不过数学的学科经验倒是提升了一些。
感觉到自己的思路开阔了一些之后,宁晨重新研究起了自己设计的“1144”型新型铁基超导体。
这个问题宁晨肯定是不能一直放在一边的,否则总会让宁晨感觉着,有一块石头压着自己的心脏一样。
思考了一会儿,宁晨突然想起了,之前在燕大的时候,任明山说过的一句话。
“任老师曾经说过,一些拓扑绝缘体在进行着非常简单的改造之后,就有可能转变为拓扑超导体。虽然这种物质并不算是拓扑绝缘体,不过类似的道理,可能也是适用的。”
宁晨依旧执着的认为,自己的设计思路,大体上并没有什么问题,只是在某个细节上,需要进行微调。
想到这,宁晨将自己设计的“1144”型铁基超导体,与其他各种常规体系的铁基超导体进行着详细的对比,试图找出问题所在。
时间一分一分的过去,就在这时,宁晨突然想明白了什么。
“不对……是键距存在问题!‘1144’型铁基超导体的键距,不应该与其他体系的铁基超导体的完全一样。”
因为在之前的各种铁基超导体体系之中,从来没有出现过类似的问题,因此宁晨和小智之前都没有往这个方向去考虑。
作为一个人工智能模型,小智更多的是依靠已有的知识进行学习,创新的能力非常依赖于大数据。
但人类却不同,拥有着更加丰富的想象力,在数据有限的情况下,可以表现出比人工智能更加强大的创新能力。
顺着这个思路,宁晨继续进行着计算,果然发现了其中存在的问题。
“如果还是同样的键距,就会使得Fe和As的四面体结构扭曲,从而影响到物质的超导性。看来,还需要从键距上进行调整啊。”
找到了可能存在的原因之后
,宁晨从前对模型进行着调整,试着让Fe和As之间的键距变得合适。
经过一番调整和计算之后,调整后的模型终于让宁晨感到满意。
为了进一步确定自己这个模型的水准,宁晨再次将模型拷入电脑中,让小智对这个新的模型进行评估。
评估完成后,宁晨看着屏幕中的评估数据,不禁诧异的自言道:
“这次的完全导电性概率,竟然达到了95%……看样子,这个调整方向应该是没有问题的。”
而这一次,小智对这种物质的超导临界温度预测,也终于不是一片空白了。
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