相比起金陵计算材料研究所和萨罗特实验室,他们所从事的工作主要还是集中在理论上,即寻找那两个能带结构接近于零色散的能带……
根据陆舟的数学模型,这两个能带的位置最终在实验中,被确定在石墨烯狄拉克点的负掺杂和正掺杂上。
那用处可大着呢。
找到了那个零色散的能带,就等于找到了他们所要找的莫特绝缘体。
当他们在这个二维结构材料上施加了一个小的栅极电压,向这个莫特绝缘体添加一定量的电子时,单个电子便会与石墨烯中的其他电子结合在一起,允许他们通过他们之前不能流到的地方。
在整个过程中,陆舟他们一边降低材料的温度,一边继续测量材料的电阻。很快他们便发现,当温度下降到101k开始,电阻的下降速率达到一个突兀的峰值,而电阻的数值也急剧向零逼近。
很明显,这便是他们要找的东西。
不得不承认,有时候理论与应用的研究并不冲突,尤其是在材料学这一行。
当然了,除了这些通俗易懂的研究之外,还有很多更深奥的理论工作在里面,也有很多即便是陆舟也没想好该如何解释的问题。
比如在1.1°附近的超晶格的禁带宽度该如何解释,比如在该角度下形成的莫特绝缘体具体该由什么序参量来描述……
或许以后会有人来完成这些更深入的理论工作,也或许他们的合作伙伴会感兴趣完成这些后续的工作。
总之,他们通过n掺杂的方式改变了材料的载流子浓度,并且对修饰过的二维材料的重叠角度进行了调整,最终在新的角度上找到了他们追寻的“半填充”结构。
当温度达到101k时,这种新材料如他们想象中的一样,发生了超导转变。
虽然101k同样谈不上有多么的高温,但相对而言,毫无疑问这是一项惊人的成果。
一脸激动地看着陆舟,康尼继续说道:“教授,我们该如何给新材料命名?”
陆舟的表情有些微妙:“……你们确定让我来命名?”
说实话,他取名字的本事,一直不怎么样。
对于这一点,他还是相当有自知之明的。
然而这两人显然不是很懂他。
不只是康尼,就连奇里克教授也笑着说道:“当然,这个工作理应有你来完成。”
盛情难却,陆舟不好意笑了笑,认真思忖了片刻之后,开口说道。
“既然这样的话……那就叫sg-1吧。”
sg算是超导石墨烯(superconducting-graphene)的缩写,虽然他也可以用制备方法或者化合物类型来命名,但从功能上进行命名还是更便于区分一点。
毕竟,考虑二维材料的堆叠方式以及复杂的化学处理方法,可以被归于n型掺杂的石墨烯材料实在是太多了……
虽然一开始没什么信心,但想出来这个名字之后,陆舟心里还是挺满意的。
当然,光是他满意还不够,自然还得征求下另外两名合作者的意见。
“你们觉得这个名字怎么样?”
康尼:……
奇里克:……
见两人忽然间都不说话了,陆舟略微迟疑了下。
康尼和奇里克教授相视一眼,朝着陆舟做了个无奈的表情。
“没什么,sg-1就sg-1吧……只是这么令人激动的发现,我还以为您会想一个听起来稍微酷一点的名字。”
仔细想想,这家伙取名好像一直都是这个风格。
从改性pdms到hcs-2……
早知道,就不该把起名的机会让给他。
大概在年初的时候,pablojarillo-herrero实验室在石墨烯超导研究的项目上做出了相当出色的成果,为超导性的研究开辟了新的平台。
即,当两片石墨烯重叠转角接近1.1°时,能带结构会接近于一个零色散的能带,导致这个能带在被半填充时会转变成一个莫特绝缘体。
当时这个研究成果,引发了相当大的轰动。
虽然在不少外行人眼中看来,1开尔文的超导转变温度实在谈不上有多出色,但事实上这个项目其实却充满了潜力。
至于为什么,首先必须得明确一个很基本的概念,即超导转变温度是与材料载流子浓度成正比的。
因此,理论上只要能提高材料的载流子浓度,便可以提高超导转变温度的上限。
做一个很简单的数据对比,石墨烯在前述条件下载流子浓度只有10^11cm^-2,然而转变温度却达到了1k。
相比之下,铜氧化物的超导转变温度大概在100k左右,而等效二维材料载流子浓度却是在10^14cm^-2的量级上。
即便不懂化学,也能通过数字直观的感受到,石墨烯材料相对于传统铜氧化物材料在高温超导研究领域的优越性。
至于如何提高石墨烯的载流子浓度,方法也有很多种,从掺杂目标上可以分为n型掺杂、p型掺杂,从掺杂材料源上可以分为金属掺杂、小分子掺杂、基底掺杂、晶格掺杂等等。
而石墨烯材料的优势,也正是在这里。
二维材料的原子级薄片可任意堆叠组合形成新结构,这些新结构材料往往具有新的性能。而这种近乎无限的可能性,也正意味着无限的可能。
至于劣势,可能就是昂贵了。
不过对于学术研究而言,是不需要考虑成本这种东西的。
如何削减成本、如何产品化、如何从中牟利,那都是工业界需要去考虑的事情。
不过这一次,陆舟倒是衷心地希望,工业界能够稍微快一点,找到将他的研究成果产品化的方法。
系统留给他的时间很紧张。
在2025年之前建成“demo”核聚变样机,一种在工程意义上更加简洁的超导材料是必不可少的。
毕竟他不可能将这台“demo”的磁约束装置,建的和欧洲强子对撞机那么大……
实验成果出来的当天晚上,陆舟请康尼和奇里克教授,以及他的两个助理,去帕尔默广场最好的酒吧喝上了一杯。
至于钱,自然是从研究经费里出。
反正这个研究经费,本身就是陆舟自己掏的。
“说实话,你为什么突然对超导材料感兴趣?做超导材料的研究,明显没有电池来钱。”点了一杯鸡尾酒,坐在陆舟旁边的奇里克教授问道。
虽然研究方向上的事情没什么好讨论的,再冷门的方向也有人在研究,但陆舟以前研究的是电极材料,现在突然转到超导材料的研究上,实在让奇里克教授搞不懂他这么做的理由。
毕竟超导材料这一块,虽然谈不上冷门,但钱途绝对谈不上广大。
陆舟开玩笑道:“如果我说是为了诗和远方,你相信吗?”
“你喝多了,”奇里克看向了吧台后面的酒保,继续说道,“酒保,给他来杯血腥玛丽。”
“别听他的,血腥玛丽换成龙舌兰日出,那种番茄汁你要喝自己喝去,”停顿了片刻,陆舟继续说道,“好吧,说实话,其实只是因为我的实验需要用到更庞大的约束电磁场,而传统的氧化铜超导材料在工程意义上所能提供的磁场强度已经达到极限了,所以我不得不去新的材料中寻找出路。”
奇里克教授:“为了理论物理的实验?”
他似乎从哪里听说过,陆舟和750gev的故事。