Глава 148 Революционные Достижения
Нет-нет-нет, этого мало, нужно попробовать более сложные материалы.
После удивления Сяо И быстро успокоилась.
- Только медь и кремний недостаточно. Эти материалы слишком простые, и даже при использовании других моделей вычислений результат не будет сильно отличаться. Нужны более сложные материалы.
Ведь конечная цель абсолютной электронной вычислительной модели — предсказывать свойства сложных многокомпонентных материалов с большей точностью.
Если абсолютная электронная вычислительная модель сможет демонстрировать достаточную точность и эффективность использования вычислительных ресурсов при обработке высокосложных материалов с сильным электронным взаимодействием, все её дни исследований не будут потрачены впустую.
"— Продумав немного, он быстро выбрал два более сложных материала. YBCO, то есть иттрий-бариево-медистый оксид (YBa2Cu3O7), — это высокотемпературный сверхпроводник, который может осуществлять сверхпроводимость при температуре выше 77 K.
Сверхпроводники с критической температурой сверхпроводимости выше 77 K считаются высокотемпературными, потому что 77 K — это точка кипения жидкого азота.
Что касается так называемых комнатных сверхпроводников, то это сверхпроводники, имеющие температуру выше, чем у высокотемпературных.
CH3NH3PbI3, метиламин-свинец-йодид, — это один вид органико-неорганического гибридного перovskite.
Благодаря высокой фотоэлектрической эффективности он используется в солнечных батареях.
Эти два материала достаточно сложны, и для традиционных методов вычислительной материаловедки предсказание их свойств оказывается весьма затруднительным.
Однако, чтобы понять, насколько эффективны расчеты по абсолютной электронной структуре, нужно посмотреть на результаты расчетов именно для этих двух материалов.
Без лишних слов Сяо И приступил к работе. Ввел данные, настроил подходящую плотность сетки k-точек и параметр отсечения энергии для обеспечения высокой точности расчетов, после чего запустил расчеты. Для этих двух более сложных материалов время расчета увеличивается.
Но Сяо И терпеливо ждал. Но как только он начал считать, дверь внезапно кто-то постучался.
Сяо И открыл дверь и увидел, что Ло Миня пришла с учениками. На лицах их светилось веселье, казалось, у них было что-то хорошее.
— Сяо Шэнь, попробуй угадать, что случилось! — сразу же обратился к Сяо И Сюй Мин. Увидев их радостные лица, Сяо И спросил:
— Вы закончили проект? «Да, но только по части причин», — хихикнул Сюй Мин, — «Попробуй еще раз угадать». «Ладно, хватит загадывать», — Ло Миня отвлекла Сюй Мина в сторону и с улыбкой сказала:
— Тема действительно уже завершена, а пару дней назад я поговорила с одним знакомым редактором из NM. Он после того как услышал о нашей теме, очень заинтересовался, и рассказал об этом еще одному редактору из журнала «Nature, поэтому сейчас — тот редактор из «Nature» отправил нам приглашение на публикацию». «Приглашение опубликовать нашу статью в их журнале, если качество будет соответствовать стандартам, они готовы принять и выпустить ее раньше запланированного срока». Брови Сяо И вскинулись. Приглашение из журнала «Nature»? Это действительно говорит о том, что их тема имеет хорошие перспективы и вызывает интерес у такого журнала. Сяо И улыбнулся:
— Поздравляю, похоже, наша тема действительно получилась неплохой. «Это даже не просто неплохо!» — Сюй Мин театрально размахивал руками и ногами: — «Это же приглашение в «Nature»! Брат Сяо, ты совсем не волнуешься?» «Ээ… ну вот…» — Сяо И не знал, что ответить. Ло Миня закатила глаза и сказала Сюй Мин:
— Ладно, хватит тут волноваться, разве ты не знаешь, что когда Сяо И доказал гипотезу о близнецах-простыми числах, «Nature уже отправила ему приглашение?» «А?» — Сюй Мин сразу опешил: — «Так это так?». Сяо И рассмеялся и махнул рукой:
— Нет-нет, они не приглашали меня. Просто в своих highlights написали об этом событии, нельзя сказать, что это приглашение. В «Science тоже писали». Все замолчали.
В общем, все так и будет. Мы отправим статью им в течение этих двух дней, а первыми авторами будут ты и я, а они — вторыми. — сказала Ло Миня.
Сяо И спросил с любопытством:
— А как насчет Сунь лаoshi? Она будет отвечать за связь? «Она? Посмотрим, захочет ли она быть третьим автором», — с холодным усмешкой ответила Ло Миня. — «Хочешь сказать, что она хочет заниматься связью? Я даже не берусь за это». Сяо И:
— ...Хорошо.
— Еще я хотел спросить, хочешь ли ты вечером пойти со мной на банкет в честь победы? В ресторане ""Тянь xiāng"" за пределами университета.
— Эм... подожди, дайте мне сначала посмотреть. Сяо И повернулся и взглянул на компьютер, а затем его глаза засияли:
— Эй, результаты анализа йода-свинца-метила уже готовы!
- Эм... Модель предсказывает ширину запрещенной зоны в 1,55 эВ, что очень близко к экспериментально измеренным 1,60 эВ, разница составляет всего 3%.
Кроме того, анализ плотности состояний показывает характеристики проводимости и валентной зон, которые также полностью совпадают с результатами эксперимента.
Расчет электропроводности составил 3,61 С/см, что также практически совпадает с экспериментальным значением 3,5 С/см!» Услышав его, Ло Миня сразу же удивилась:
— Иод-свинец-метиламмоний? Химическая формула CH3NH3PbI3?
— Да. Сяо И кивнул.
Ло Миня тут же бросилась вперед. Она знала, что Сяо И в последнее время занимался чем-то новым, каким-то новым вычислительным моделям. Но… Но сможет ли этот новый вычислительный модели действительно так точно рассчитать свойства такого сложного материала, как CH3NH3PbI3? Как это… Однако, когда она увидела результат на экране компьютера, то сразу же опешила. Сяо И не ошибся, результат расчёта был именно таким точным!"
Как это возможно?!
Она не поверила своим глазам и обратилась к Сяо И.
Однако Сяо И не ответил ей, а вместо этого с удивлением сказал:
— Результаты анализа соединения иттрий-барий-медь-кислород также готовы!
Ло Минь опешила: ещё и такой суперпроводящий материал, как иттрий-барий-медь-кислород?
Если говорить о том, что в материалах есть так называемые «жемчужины короны», то суперпроводники однозначно являются таковыми.
Для исследования суперпроводников в дело были вовлечены не только материаловеды, но и физики. Например, область конденсированной физики, занимающая фактически половину всей физики, в основном посвящена изучению сверхпроводимости.
Может ли модель Сяо И помочь в исследовании сверхпроводников?
Она немедленно посмотрела туда.
На компьютере также отобразились расчетные результаты по иттрий-бариевому матрицу.
Иттрий-бариевый медиат оказался существенно сложнее йод-свинец-метамина, однако модель успешно предсказала его сверхпроводящую разность потенциалов при нулевой температуре примерно 20 мВ, что на 5% меньше экспериментально измеренных 19 мВ. Анализ состояния плотности также продемонстрировал сильное корреляционное взаимодействие электронов в плоскости CuO и точно воспроизвел изменения электронной структуры при критической температуре.
Кроме того, модель предсказала электропроводность 1,2 ⋅ 10⁴ С/(см²), что практически совпадает с экспериментальным значением 1,1 ⋅ 10⁴ С/(см²) с погрешностью не более 10%.
Несмотря на то, что точность предсказаний несколько ниже, чем у йод-свинец-метамина, она все же остается в приемлемых пределах.
— Это и есть твой расчет абсолютной электронной проводимости? – невольно спросила Ло Минь.
Сяо И кивнул и довольный улыбнулся:
— Да, именно так.
Ло Минь помолчала немного и спросила:
— Теперь можно ли мне предсказать свойства WS2?
WS2 — это материал, который они использовали в своей работе.
— Конечно, без проблем, — ответил Сяо И.
Ло Минь начала вводить данные.
А с другой стороны, Сюй Мин и его друзья почувствовали что-то неладное.
Хотя они не знали, что произошло, сейчас им хотелось только одного: устроить сегодня же банкет в честь победы.
Поскольку сервер снова заработал, расчеты свойств двумерного материала WS2 возобновились.
Расчеты по этому материалу заняли не так много времени, как расчеты для иттрий-бариево-меди-кислорода и йод-свинец-метиламмиа. С появлением окончательных результатов Ло Мин тут же нахмурилась:
- Значения запрещённой зоны, детали электронной плотности и предыдущие результаты имеют некоторые незначительные расхождения, а также изменения электронной структуры на поверхности и границе раздела фаз…“Поэтому есть ещё много того, что стоит более тщательно изучить!” Она повернулась к своим ученикам и сказала:
- Празднование отменяется, возвращайтесь и продолжайте эксперименты! Есть ещё много того, что мы не обнаружили, наши результаты могут быть улучшены Сюй Мин и его команда в мгновение ока широко раскрыли глаза. Неужели девчонки уже получили приглашение из «Nature», зачем ещё улучшать?
Но для Ло Миня это приглашение из «Nature» не было чем-то особенным: когда она обнаружила, что её тема ещё может быть углублена, то даже если журнал уже подтвердил получение статьи и попросил подписать договор о передаче авторских прав, она всё равно искала бы более глубокие вещи. Не обращая внимания на младших братьев и сестёр, она повернулась к Сяо И и сказала:
— Кроме того, спасибо за твою модель. С моей точки зрения, твоя модель для всего материалаведения может считаться революционной. Возможно, ты создал историю. «Конечно, я также надеюсь, что ты сможешь как можно скорее опубликовать статью, чтобы потом я мог ссылаться на твою работу». «А… хорошо», — кивнул Сяо И и затем наблюдал, как Ло Мин с людьми вновь отправилась в лабораторию, не останавливаясь ни на минуту. «Чувствую… она работает усерднее меня?»
В сердце Сяо И возникло это чувство.