大國院士 作品

第三百四十一章:高溫超導的機理與強關聯效應

  於是這些材料便會產生強關聯效應。

  而電子之間的強關聯效應,正是導致許多新奇的物理現象產生的原因。

  如二維電子氣中的分數量子霍爾效應、錳氧化物材料中的巨磁阻效應、重費米子系統、二維高遷移率材料中的金屬-絕緣體相變.等等。

  因此在後世,對於高溫超導和常溫超導的超導機理,主流用電子強關聯效應來進行解釋。

  只是這種解釋,僅僅是理論,無法通過模型或者數學來進行解釋。

  而在今天,徐川覺得自己或許可以嘗試一下。

  翻閱著電腦上宋文柏研究的低溫銅碳銀複合材料的實驗數據,徐川認真的看著,準備熟悉後開始推衍高溫超導的機理。

  正在這時,書桌上的手機鈴聲響起,他拾起手機,電話是高弘明打過來的。

  “徐院士,沽城超算中心那邊的申請已經落下來了,時間在五天後,五天後沽城超算中心的天河一號超算會調配出您需要的計算力,來模擬運行您手中的數學模型。”

  電話中,高弘明帶著申請回復。

  徐川點了點頭,道:“我知道了,我會準時過去的。”

  掛斷了電話,他看著電腦上的數據,拾起了稿紙邊的筆。

  “五天的時間麼,應該能找到一些方向吧?”

  徐川輕聲自語了一句,沒有再多想,手中的筆在稿紙上計算了起來。

  “如圖一所示的層狀結構,其低能物理主要由其中的Cuo2平面決定。在Cuo2面上,銅原子形成了正方晶格,而兩個最近鄰銅原子間有一個氧原子。從電子結構上看,其中涉及到的電子軌道主要是銅的3d軌道和氧的2p軌道”

  “當對母體材料摻雜一定濃度的空穴後,其在低溫下會進入超導相,用數學語言可解釋為:”

  “h=ud,σ∑iσdi,σdiσ+up,σ∑iσpi,σp,σ-∑.pi↑pi↓。”

  “考慮銅3dx2-y2軌道的單帶hubbard模型,氧2p軌道上摻入的空穴會與銅3dx2-y2軌道上的空穴形成自旋單態的束縛態,即著名的zhang-rice單態。”

  “為其建立低能有效模型為t-j模型,計算哈密頓量為:

  ht-j=-∑,σtijpg(Ci,σCj,σ+.)pg+j∑si·sj”

  書房中,徐川一邊看著電腦上的數據,一邊驗算著銅碳銀複合材料中的強電子關聯結構。

  用數學來計算物理,這是他這輩子在深研數學的突破,也是他當前最拿手的研究之一。

  沉浸在其中,他一邊計算著數據一邊整合著腦海中的思路。

  這是一條解釋高溫超導機理的路,以前有人走過,但只開闢了很短的一程,而現在,他在往前推進。

  在這條原始的道路上行走,這輩子強大的數學能力是他手中的柴刀,披荊斬棘;而上輩子在物理上的研究則更像是一面羅盤,指引著方向,確保他不會開闢出錯誤的道路。

  數學和物理的完美結合,上一次推進的是高能物理領域的粒子信息計算,而這一次,則是深入到材料學科中,去探索原子與電子之間的奧妙。

  一點點的,徐川眼中只有書桌上的筆和紙,此刻他彷彿在黑暗中行走,眼前一片漆黑,只有遠處閃爍著的一點燈塔亮光指引他前進的方向。

  日子一天一天的過去,窗外,深冬季節的天氣反常的下起了大雨,天空烏雲密佈,籠罩著大地。

  也不知道過了多久,雨終於停了,太陽在挪動著腳步,試圖將自己的光輝穿透烏雲重新灑向人間。

  書房中,不知從何時起便停下了手中的筆,站在窗邊望向遠方徐川,正出神的看著雨後那一道道透過烏雲落在大地上的光。