第三百四十章尋找高溫超導的機制

大國院士 第三百四十章尋找高溫超導的機制

會議室中，徐川從樊鵬越手中接過筆記本，翻閱著里面的數據資料。

摸索出超低溫超導銅碳銀復合材料的研究員叫‘宋文柏’，是從武理大學那邊挖過來的一名教授，之前主要研究領域是材料化學。

這次這位宋教授能摸索到超低溫超導材料，半分靠經驗，半分靠運氣。

他并沒有走傳統材料學的粉末冶金法，也沒有走研究超導體材料常用的高溫高壓合成法來研究銅碳銀復合超導材料，而是取用了納米材料制備和分子修飾的發展路線。

他先通過納米手段制備銅碳銀復合材料，然后再通過氣相沉積的方式來對細微的原子結構進行操控調整。

和常規制備銅碳銀復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合不牢，復合材料中存在大量孔洞的問題。

而相對于高溫高壓的超導體研究手法來說，也避免了銅原子與碳原子即使在高溫下不發生反應，潤濕性極差的缺點。

不得不說，在材料研究領域能夠在國內大學排到前五的武理大學，還是有些本事的。

一名中等偏上，不算頂尖的材料化學方面的教授，在構思新材料的研發方面，有著充足的經驗和應對手段。

若要說缺點的話，那就是在二維薄膜沉積的過程中，使用了粘結劑，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到超導能隙。也意味著材料本身的性能大幅度降低。

“有點意思，打個電話給這位宋教授，問問他現在有時間沒有，如果有的話，請他過來一趟，我有點問題想咨詢一下他。”

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，朝著樊鵬越說道。

老實來，這份超低溫超導銅碳銀復合材料本身的價值，其實并不是那么大。

首先這位宋教授研究出來的材料是二維薄膜結構，要將其加工成導線或者其他形狀的超導材料難度還很大。

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

比如CERN的大型強粒子對撞機.

對粒子進行加速需要超強的磁場，而強磁場需要超導材料才能做到極限。

LHC粒子對撞機使用的就是鈮錫合金，通過液氦進行冷卻后，這種材料已經做到了能在常壓環境中超導，且能批量生產。

而拋開低溫超導來說，高溫超導其實也早有研究。

早在1987年的時候，華國、米國、小島國等國家的科學家就都發現‘鋇－釔－銅氧化物’處于液氮溫區具備了Tc，從而有了超導電性。

（Tc指的是臨界溫度，是材料從正常態轉變為超導態的溫度。比如水銀，當溫度稍低于4.2K時，汞的電阻突然消失，表現出超導狀態，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體像很脆的陶瓷材料，你無法把它們拉成細線，再加上制造成本很高，稍有雜質污染即失效等問題，高溫超導一直無法應用于工業上。

所以單單是43.5K的溫度超導，并沒有什么太大的實用價值。

它不僅需要液氦冷凍才能超導，還沒法工業化生產。

不過，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，說不定能從另一個角度解釋一下高溫超導材料的超導基理。

要知道超導材料的高溫超導基理，別說是現在的2020年初了，就是再過十幾年，在后世都沒有找到真正的解釋。

哪怕是他在后世研究出來了常溫超導材料，也沒能做到解釋常溫高溫超導體存在的原因。

如果是在其他領域，這幾乎是一件不可能或者說極難的事情。

理論未成型，實際成果又如何能做出來？

但在材料學領域，沒有理論卻實驗碰巧撞出來成果再普通不過了。

如今社會上使用的很多材料，其實都是先有成果，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材料的超導基理，這對于超導材料的發展來說，絕對是一個巨大的提升。

樊鵬越點了點頭，從口袋中摸出手機打了個電話，詢問了一下后掛斷了電話。

沒等多久，會議室外，敲門聲響起。

徐川開口道：“請進。”

隨即，大門推開，一名帶著金邊眼鏡的中年男子走了進來。

“樊總，您找我？”

宋文柏走進來詢問道，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，半疑半信的開口問道：“您是徐院士？”

當初川海材料研究所挖他的時候，他就知道這家實驗室背后的真正主人是那位大名鼎鼎的徐川徐教授。

他認出來了徐川，但是又有點懷疑是不是真的。

因為從入職到現在，別說他了，川海材料研究所大部分的人都沒有見到過這位真正的老板。

所以這會即便是看到了真人，都有些懷疑自己是不是看錯了。

對面，樊鵬越看向徐川，笑著說道：“你說你，甩手掌柜做久了，公司員工都不認識伱了。”

徐川沒理會樊鵬越，他沖宋柏笑了笑，開口道：“是我。宋教授請坐，這次找你過來，主要是有些問題想要咨詢一下。”

宋文柏快步走了過來，帶著些緊張的問道：“您說。”

雖說他年齡要遠大于眼前這位，但兩人之間無論是學識還是地位，都相差極大。

院士級別的巨佬，整個武理大學也就四位，他雖然見過，也交流過，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，并非在學校中，領導的對于下屬的權利就更大了，給他到來的壓力也更大。

當然，如果把握好了機會，特別是川海材料研究所這種剛剛開始擴建的，以后的路會很光明的。

他今年已經快五十了，再加上本身的學術水平就擺在那里，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到頂了。

而換個新環境，說不定能走的更遠一點。這也是他能夠被挖過來的原因，不僅僅是錢，還有晉升的希望。

徐川也沒太在意這些東西，他將辦公桌上的電腦連上了虛擬投影，打開了超低溫超導銅碳銀復合材料的研究數據。

“關于你研究出來超低溫超導銅碳銀復合材料，我有一些問題想要咨詢一下。”

“首先是關于x射線衍射分析數據，通過X射線研究，樣品在x≈0.04時存在一個從正交晶到四方晶的結構相變過程，原胞體積隨銅的組分增加而變大。”

“而RT曲線測量得到零電阻溫度，會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，且在結構相變點沒有突變。”

“關于這點，你有什么看法？”

這個問題在樊鵬越給他的數據中沒有分析答案，也就說目前分析結果沒有做出來。

如果想要知道的話，直接詢問實驗主導負責人是最快的。

宋文柏思索了一下，開口道：“按照我的推測，這應該是粘接劑這類元素摻雜對銅碳銀復合材料的影響，粘接劑的電子摻雜會導致它的晶格系數發生了變化。”

“我之前在武理大學的時候研究過空穴摻雜對電子結構的影響，在外壓下體系下，磁性受強關聯體系電子的多體效應而被逐漸抑制。”

“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，且在結構相變點沒有突變的原因。”

聽著宋文柏的解釋，徐川手指在桌面上的有一搭沒一搭的敲著，腦海中陷入了沉思。

空穴摻雜對電子結構和晶格系數的影響嗎？

如果他沒有記錯的話，在上輩子對銅碳銀復合超導材料的研究時，他一開始研究的并不是銅碳銀復合材料，而是氧化銅銀納米材料。

因為氧化材料是公認最有希望突破高溫超導限制的。

后面他之所以將氧更換成碳，其實是因為一場陰差陽錯的實驗事故導致的。

而氧化物超導體之所以成為主流，不僅僅是因為它們能打破超低溫超導的限制，更是因為銅氧化物高溫超導體還表現出了很多奇異的性質。

比如其超導相具有d—波配對對稱性，這與常規超導體的s—波對稱性不同；

再如其母體材料具有反鐵磁Mott絕緣相，而在欠摻雜區域存在贗能隙以及費米弧等現象。

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

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

或許，他能找到銅氧化物高溫超導體超導形成機制。

如果能成功，這對于高溫超導材料來說，絕對是一個有史以來最大的突破！

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材料研發出來了。

只不過現在他還需要更多的數據和信息，來驗證他心中的想法！