第116章 新的超導體系
寧晨將身體平躺在床上,慢慢使自己放鬆下來,並將注意力和呼吸結合在一起。
寧晨非常擅長集中自己的注意力,在持續進行了一段時間的呼吸睡眠法後,寧晨還真的逐漸有了困意,讓自己進入到了夢鄉之中。
早上7點,寧晨便睡到自然醒。
這一晚上寧晨的睡眠時間並不長,或許因為昨天晚上使用了精力恢復的原因,現在寧晨的精力依然十分的充沛。
帶著昨天晚上自己總結出來的課題計劃,寧晨來到了實驗室。
上午徐洲並不在實驗室,寧晨覺得徐洲可能是去上課去了,寧晨便先自己開始了實驗。
雖然現在寧晨還沒正式對新的課題立項,但這並不會影響寧晨先提前對新的課題,進行一些探索性的實驗。
下午的時候,徐洲才來到實驗室。
見到寧晨在做實驗,徐洲隨口問道:
「寧晨,還在復現其他人的實驗呢?」
「沒有,徐老師,我今天已經開始做自己的實驗了。」
「哦……嗯?」
徐洲愣了一下才反應過來,連忙繼續問道:
「這就開始開新課題了?我還不知道你要做什麼呢。」
徐洲當然沒有生氣,只是對於寧晨這麼快就開新課題的事情有些意想不到,同時也很好奇寧晨現在的具體研究內容到底是什麼。
「徐老師,本來今天上午就想跟你說來著,但看你不在,我就先自己做幾組實驗了。」
「沒關係,早點開始做肯定是好的。來,先跟我講講伱的想法吧。」
畢竟徐洲是寧晨實際上的導師,就算徐洲無法指導寧晨太多東西,也至少應該對寧晨的實驗心裡有數的。
「徐老師,我想研究鐵基超導的機理,並爭取發現新的鐵基超導體。」
聽到寧晨的研究方向,徐洲也是越發的有了興趣。
「鐵基超導啊……確實是一個很好的研究方向。」
其實有關鐵基超導的研究,也只是在最近幾年才逐漸開始興起的。
一開始的時候,科學家並不認為鐵基的材料會存在超導的性質。
因為根據BCS理論,只有當材料中的電子配對的時候,才有可能產生超導的性質。
這種配對的電子被稱為庫珀對,庫珀對中的兩個電子自旋相反,總自旋為零。
而由於鐵基的物質會存在鐵磁性,這種性質與超導性正好是相悖的。
直到在一次實驗之中,科學家在鐵基材料中加入的鑭元素,最終合成了第一種鐵基的超導物質。
「徐老師,這是我最近總結出來的一些理論和模型,我先給你看一下。」
說著,寧晨打開電腦,向徐洲講述著自己總結出的各種資料。
這些並不全都是寧晨在昨天晚上總結出來的,很多都是在寧晨之前復現實驗的期間,一點兒一點兒的總結出來的。
看著寧晨總結出來的這些東西,徐洲的表情不斷的變化著,心裡也是有著很多的感觸。
寧晨在做總結的時候,並不會僅僅局限於材料學的知識,而是會從數學、物理、化學等不同的角度,對每一次的收穫進行詳細而全面的總結。
這其中,有很多涉及到數學和建模部分的知識,連徐洲也覺得角度非常的新穎,甚至是材料領域所未曾出現過的研究角度。
聽完了寧晨的整個思路之後,徐洲已經徹底的被寧晨所折服了。
「真是了不起的方案吧。寧晨,你填一下項目申請表,然後我就幫你申請立項了。」
「好的,徐老師。」
寧晨很快填寫完了項目申請表,在等待項目申請的過程之中,寧晨繼續著進行自己的實驗。
在這個課題的第一個階段,寧晨需要找到新的可能的鐵基超導體系。
現有的鐵基超導體系,包括LnFeAsO體系、BaFe2As2體系、LiFeAs體系、NaFeAs體系等等。
有關這些鐵基超導體系的實驗,寧晨已經全部完成了實驗的復現,對於相關的各種性質也有了非常全面的了解。
但如果在這些已經發現的鐵基超導體系內繼續進行實驗的話,很難繼續發現新的超導體。
畢竟這些鐵基超導體系已經被研究得比較透徹了,就算寧晨再怎麼深挖,大概率也只會是徒勞的。
而如果能夠成功創造出一個新的鐵基超導體系,寧晨最終很可能發現不止一種超導體。
當然,因為寧晨面對的是一個新的研究領域,整個研究的困難程度是可想而知的。
寧晨需要先篩選出一些新的體系可能會出現的元素,進而確定之後的鐵基體系結構。
……
經過一個階段的實驗,以及對模型的改進和修正,寧晨確定了第一個可能具有超導性的新鐵基體系。
寧晨向徐洲展示著自己構建的模型,並講述著自己構建這個模型的思路。
「徐老師,這是我預測可能會具有超導性的新鐵基體系,嗯……我暫且稱之為『鉀-鐵-硒』體系吧。」
在寧晨構建的這個模型之中,共有含有鉀、鐵、硒三種元素。
但由於對於具體的分子式構成、以及原子排列方式還沒有確定,寧晨也只是暫時以未知數的形式,去表示各個原子的數量。
「假設我們有一種物質,它的化學式是K(x)Fe(y)Se(z)。根據它的元素組成,它們的分子結構可能這樣的,而相對於的自旋結構也便可以確定……」
對照著自己建立的模型,寧晨向徐洲講述著這些物質可能具有超導性的機理。
雖然寧晨的思路非常的天馬行空,但與此同時,這些假設也都有著紮實的理論作為基礎。
徐洲一邊聽著寧晨的講述,一邊皺著眉頭思考著什麼,最終點頭說道:
「原來如此,寧晨,我明白你的想法了。通過你建立的這些模型,可以計算出它們的內部坐標、晶格常數、非磁性自旋等等各項相關的數據。從你目前的計算來看,這種新型鐵基體系,確實很有可能誕生一些超導的物質。」
徐洲畢竟也是擁有非常強的綜合能力的,即便寧晨建立的這些模型,涉及到了各個方面的知識,徐洲還是能夠很好的理解寧晨的思路。
「是的,至少現在從理論來講,我的方向是值得去嘗試的。當然,這種體系的物質是否真的能夠被合成,又是否真的具有超導的性質,我現在也無法確定。」
「這是自然的,實驗結束之前,誰又能夠準確的預測實驗現象呢?沒關係,儘管放手做就去了,我和劉院長,還有材料學院的其他老師,都會盡力幫助你完成實驗課題的。」
接下來的時間裡,徐洲憑藉自己的經驗,給寧晨講述了這種新型鐵基材料一些可能的合成方法。
很多地方寧晨都和徐洲想到一塊兒去了,不過徐洲也提出了幾種寧晨之前並沒有想到的方式,這讓寧晨有了更多種方案可以選擇。
……
確定了具體的研究方案之後,寧晨正式開始了實驗課題第一個階段的研究。
如同寧晨和徐洲所預料的,一開始的實驗並不順利,經過很多次的實驗,寧晨甚至都無法合成出一種像樣的物質。
但寧晨早已習慣了這樣的失敗,並沒有對此感到任何的氣餒,而是不斷從失敗的實驗中,進行認真的總結和分析。
這讓寧晨在每一次的實驗中都能夠獲得一些收穫和進步,即便這還沒有讓量變引起質變。
終於。
在經歷了上百次的失敗之後,寧晨第一次成功的合成出了一種「鉀-鐵-硒」體系的化學物質。
這一刻,寧晨的心情是十分激動的。
這種心情,就像經歷了90分鐘的足球比賽後,終於攻破了對方的球門一樣。
寧晨先是對這種物質進行了一些基本性質的測試,確認了物質的分子式、晶體結構、晶格常數等各種信息。
完成了這些測試後,寧晨激動的心情稍稍平復了下來。
(本章完)