Глава 160 Похвала Шэнь-Шяо
Мысль Сяо И пришла не вчера.
До своего приезда он уже имел общее представление о ходе исследований академика Понь и его коллег.
И, разумеется, знал о том, что речь шла о материнском соединении и процессе перехода от материнского соединения к сверхпроводнику.
Поэтому в начале своих исследований он уже размышлял о методе реализации упорядоченности железа и вакансий в однослойном FeSe.
Затем его внимание привлек водород – самый лёгкий из всех атомов.
Профессор Гуо, нам ещё понадобится ваша помощь в моделировании этого процесса и проверке возможности его реализации на компьютере.
Наконец у них появился рабочий план, и Пан Чэн обратился к Го Дину:
Если расчётом мы получим положительные результаты, то этот метод наверняка будет очень перспективным.
Го Дин в это время пришёл в себя и кивнул:
— Хорошо, оставьте мне это. Но…
Он снова повернулся к Сяо И и сказал:
— Конечно, мне также нужна помощь Сяо И, а вам нужно объяснить мне детали.
Сяо И улыбнулся и сказал:
— Это само собой разумеется.
Пан Чэн кивнул, а затем похлопал Сяо И по плечу и сказал:
— Мы ждём от вас хороших новостей.
Пан Юйнь ушёл, но по чуть более быстрым шагам было видно, что он идёт думать над конкретными методами реализации эксперимента.
Остались только Сяо И и Го Дин.
Го Дин моргнул и обратился к Сяо И:
— Ты действительно... Это меня приятно удивило.
Сяо И скромно ответил:
— Я просто немного подумал об этом.
Го Дин пожал плечами:
— Ну ты и беззаботный, получается.
Го Дин покачал головой и больше не говорил. Впрочем, он сам прекрасно знал, чего хотел от жизни: разобраться в области теоретической физики.
Тогда давайте начнём, — сказал он. — Что касается вашего метода водородной энергии, в чём его суть?
Сяо И кивнул и начал объяснять.
Прежде всего, определимся с нашей целью: ввести дефекты железо- vacancies в однослойные сверхпроводники FeSe/SrTiO3.
Важно понимать, что для введения дефектов железо- vacancies нам нужно преодолеть энергетический барьер миграции.
Если говорить о миграции атомов железа в кристаллической решетке FeSe, то без дополнительных вспомогательных средств для перемещения атома железа из одного положения в соседнее требуется преодолеть достаточно высокую энергетическую барьер. В экспериментальных условиях это сделать довольно сложно. Даже при подаче энергии мы не можем гарантировать равномерность ее распределения.
Поэтому нам нужно найти способ снизить энергетический барьер миграции.
В этом плане легко вспомнить, что для ослабления металлических связей можно использовать другие атомы. Тут сразу же приходит на ум водород и его водородные связи.
Когда атом водорода соединяется с атомом металла, это приводит к перераспределению электронных облаков. Такое перераспределение может изменить локальную плотность заряда вокруг атома металла, что в свою очередь меняет локальные энергетические поверхности. В результате ослабляется связь Fe-Se.
Кроме того, у атома водорода есть ещё одно преимущество: он достаточно мал, чтобы быстро диффузироваться в материале.
Когда Сяо И добрался до этого места, Го Дин сразу засиял глазами:
— О! Теперь всё понятно!
Хотя он был лишь теоретиком, а не экспериментатором, всё же хорошо знал основы. Поэтому после столь подробного объяснения Сяо И он быстро разобрался в принципе работы эксперимента.
— Вот это да!
Он поднял большой палец вверх как знак одобрения.
— Эти годы люди, занимавшиеся исследованиями этой темы, были довольно многочисленны, но никто не додумался использовать водородные атомы.
— Затем он достал чистый лист бумаги и начал писать:
- Ну… дальше я сначала построю модель этого процесса, а потом запусти́ его на компьютере
— Думаю, это вполне осуществимо.
— Эм….
Не теряя времени, Го Дин сразу приступил к построению модели экспериментального процесса на основе изложенного принципа.
Сяо И также наблюдал со стороны, хотя и не принимал непосредственного участия, но все же удавалось ему примерно понимать процесс моделирования, проводимый Го Дином.
Математика материаловедения и математика физики не слишком различаются, поскольку их исследования тесно связаны с материаловедением.
Так быстро пролетело время. Днем они закончили моделирование, а вечером начали запуск его на компьютере.
Как национальный исследовательский центр, здесь, конечно, не было недостатка в серверах, даже суперкомпьютеры были доступны.
В конце концов, результаты моделирования были готовы.
Ура! Мы действительно ввели дефект в железо-вакуумных местах!
Перед компьютером Го Дин возбужденно кулаком стукнул по столу, глядя на результаты на экране. Он был очень взволнован.
Таким образом, они успешно решили этот ключевой вопрос!
— Вот так!
Он взглянул на стоящего рядом Сяо И и расхохотался.
Сяо И улыбнулся, но не испытывал большого счастья.
Для Го Дина и его команды этот вопрос, возможно, мучил их уже давно, а для Сяо И решение было принято с первого дня его прихода.
— Ммм...
Впрочем, чувство выполненного долга было не столь велико.
Он спокойно сказал:
— Нам ещё нужно смоделировать подходящую обстановку.
— Например, среда из водорода, концентрация, давление и температура водорода – все это ключевые параметры.
— Затем ещё идёт термообработка.
Го Дин улыбнулся и кивнул:
— Это естественно, я сейчас настрою параметры и запустил программу на всю ночь, чтобы посмотреть, не получится ли найти оптимальный температурный диапазон.
— Кстати, надо сообщить Поняньше хорошие новости.
К этому времени было уже около десяти вечера, поэтому здесь оставались только они двое.
Затем Го Дин достал телефон и позвонил, улыбаясь:
— Не знаю, спит ли он сейчас. Лучше бы не спал, иначе сегодня ночью ему не уснуть.
Телефон быстро соединился.
Из трубки послышался голос Пан Чэна, полный лёгкой надежды:
— Профессор Гуо, есть хорошие новости?
Го Дин пожал плечами в сторону Сяо И, словно говоря:
— Ладно, похоже, он не спал.
Сяо И улыбнулся и покачал головой.
Да, хорошая новость. По мысли Сяо И, нам удалось ввести дефекты типа «железного пустого места», и в моделировании мы наблюдаем переход от сверхпроводящего состояния к изоляционному.
Отлично! Отлично! Отлично! — воскликнул Пан Чэн, расхохотавшись.
Сяо И, наверное, рядом с вами. Пожалуйста, передайте ему слова благодарности! Сейчас я оповещу всех о том, что завтра утром состоится совещание по проекту, и сообщу им об этом.
Го Дин кивнул:
— Без проблем.
Вскоре они закончили разговор. Го Дин улыбнулся Сяо И и сказал: — Ты тоже слышал? Помэн Юйшен очень благодарен тебе.
Сяо И, конечно же, услышал, улыбнулся и кивнул головой.
Ладно, тогда наше дело тоже пойдёт. Сегодня вечером хорошо выспимся, завтра у них будут экспериментальные задачи, с нами это почти не связано. Ну… хотя утром всё же стоит посмотреть, получится ли найти оптимальные условия для эксперимента. Утром надо придти пораньше.
Потом Го Дин настроил на компьютере программу для поиска оптимальных условий и запустил её.
Ну, пошли.
…
Ночь прошла в тишине.
На следующий день, в половине девятого утра.
В конференц-зале основные члены группы профессора Понга уже находились.
На их лицах всё ещё оставалась лёгкая растерянность.
Вчера вечером, около десяти часов, академик Понг неожиданно отправил сообщение в их чат, сказав, что завтра утром состоится заседание группы, и им всем нужно будет быть вовремя.
Неужели прошло всего четыре дня с последнего заседания? Как же вы сегодня снова собрались? Вы знаете, что случилось?
Среди аспирантов группы завязался оживленный разговор. Молодые люди всегда были очень близки друг к другу.
Я не в курсе!
Я тоже!
В конце концов, все эти аспиранты обратились к старшему брату Сюй Чжицяну и спросили:
— Старший брат, вы знаете, что происходит?
В это время Сюй Чжицян глубоко зевал, прикрывая ладонью губы и издавая звуки «а~а~а~».
Увидев, что его младшие братья и сёстры обратили на него внимание, он озадаченно спросил:
— Что случилось?
Младшие братья и сестры тут же кивнули и вздохнули.
Действительно, им не следовало надеяться на старшего брата.
Сюй Чжицян в это время тоже осознал, что так унижает его статус старшего брата.
По крайней мере, вчера он видел на Bihou вопрос, где другие старшие братья, хотя и не разбирались в курсах, экспериментах и работах, зато хорошо осведомлены о новостях и имели широкие связи.
Нет, он больше так поступать не может, кроме денег у него ничего нет.
Тогда он посмотрел на всех присутствующих, в конце концов спокойно проанализировал и подумал. Глаза его засияли, и он сказал: “Эм-эм, вы смотрите, в этой комнате нам еще не хватает…”
Один из учеников сказал:
- Учитель Понг еще не пришел, а также профессор Гуо, эмм… и ещё Сяо Шэнь?
— Да, именно так!, — воскликнул Сюй Чжицян, хлопнув себя по ладони. — “Подумайте, кто из нас вчера вечером оставался в лаборатории?”
— Эмм… разве это не Сяо Шэнь и профессор Гуо?
Сюй Чжицян кивнул и сказал:
— Так что, возможно, Сяо Шэнь и профессор Гуо придумали что-нибудь интересное, ради чего Понянь босс специально собрал нас для обсуждения.
В это время раздался голос сбоку.
Ты, наверное, слишком много думаешь. Сяо И только вчера пришёл, он бы мог разобраться, в чём заключается наша тема исследования, и уже что-то придумать?
Говорил человек, которого звали Цуй Юаньхао. Естественно, его вчера пожурил академик Понг, но это только раззадорило его ещё больше.
Но у Сюй Чжицяна нахмурились брови.
Что ж, не знает ли он, что сейчас пытается показать свою мощь перед младшими братьями и сёстрами?
Что же сказал этот парень?
Хотя он и ведущий исследователь, да ещё и молодой талант, но Сюй Чжицян не боится его.
Как говорится, если я достаточно уверен в себе, никто не сможет меня ни на что повлиять.
Тем более, его наставник — академик Понг, а не Цуй Юаньхао. Кого он боится?
В этот момент он с насмешкой произнес: “Ты считаешь себя важнее других? Хотя он уже получил звание "Молодые выдающиеся ученые", а у тебя его нет, но ты же старше! Посмотри, тебе уже сорок лет, а ему всего восемнадцать!”
Слова Сюй Чжицяна тут же заставили Цуй Юаньхао широко открыть глаза.
Ты, человек, который шесть лет учился на врача, и смеешь так со мной разговаривать?
Он указал на Сюй Чжицяна и собирался что-то сказать:
— Ты….
Но Сюй Чжицян не дал ему возможности высказаться и продолжил:
— Вчера Лао Пон говорил о твоих словах, ты до сих пор их не усвоил, да? Хочу ли я повторить тебе еще раз? Ты до сих пор не получил звание «Молодые выдающиеся ученые, подумай о своих проблемах, а не тут…». Но в этот момент от двери раздался низкий голос академика Понга:
— Ты кого называешь Лао Понгом?
Сюй Чжицян мгновенно округлил глаза, взглянул на дверь и увидел, как вошел академик Понг, а за ним шли Сяо И и Го Дин.
Сюй Чжицян поспешно сказал:
— Я ничего не... Учитель, послушайте меня! Объясните!
Пан Чэн сразу же снова схватил его за ухо и поднял:
- На этой группе ты будешь стоять и слушать
Ученики младше Сюй Чжицяна тут же бросили на него взгляды сочувствия, хотя среди них нашлись и те, кто испытывал злорадство.
Однако Пан Чэн обернулся и взглянул на Цуй Юньхао, угрожающе указывая на него.
Затем он сел впереди и сказал:
— На этом заседании выступят Сяо И и профессор Гуо.
Наконец добрались до хороших новостей, и Пан Чэн улыбнулся: “Вчера Сяо И предложил экспериментальную методику под названием «гидродинамический метод», которая может помочь нам вводить дефекты вакансий железа в однослойные сверхпроводники FeSe/SrTiO3. На сегодняшней встрече Сяо И расскажет вам, что такое этот метод «гидродинамический», а затем профессор Гуо покажет результаты симуляции.”
— После окончания групповой встречи мы официально начнём проводить эксперименты. Согласно результатам симуляции, мы будем искать оптимальные условия в ходе эксперимента и затем наблюдать и анализировать их.
— Сяо И, пожалуйста, помогите мне с этим сначала.
Пан Чэн улыбнулся Сяо И.
Сяо И кивнул и подошёл вперёд, чтобы представить присутствующим этот метод водородной энергетики.
В то же время остальные в зале выражали удивление на своих лицах.
Что это?
Сяо И только вчера приехал, а уже на первом же дне добился результатов?
Это не может быть?
В этот момент Сюй Чжицян, только что разминая уши, остановился и застыл от удивления.
— Ээ?
Ты серьёзно?
А в это время его младшие братья и сестры по ученической линии смотрели на него с восхищением.
Он действительно заслуживает звания их старшего брата, ведь у него действительно есть новости.
Сюй Чжицян заметил эти взгляды, сначала удивленно застыл, а потом быстро сдержал свои эмоции, чтобы не выглядеть шокированным.
Но всё же он не удержался и взглянул на Сяо И.
— Не брат...
Ты уверен, что ты действительно не открыл?
Но в это время он снова взглянул на Цуй Юаньхао, сидевшего по другую сторону.
В этот момент у профессора Цуя тоже было выражение недоверия: как же возможно, чтобы кто-то за первый день добился такого прогресса?
По словам академика Понга, метод Сяо И может даже решить ключевую проблему, которая долгое время стояла перед их группой.
Сюй Чжицян хитро взглянул.
Эй, этот неудачник теперь-то знает о способностях Сяо И?
— Какой сильный мой брат Сяо?
Сяо И на сцене, видимо, не знал о том, что происходило в лаборатории. Сейчас он объясняет метод водородной энергетики.
Объяснение было довольно простым, поэтому скоро все присутствующие поняли детали этого метода, даже Сюй Чжицяна.
Внезапно в их глазах заиграл огонь.
Принцип легко понять, но придумать его — вот что действительно важно.
Такой изящный метод не поддаётся простому пониманию.
Потом Го Дин показал им компьютерную модель данных, что ещё больше поразило присутствующих в зале.
Таким образом, у них, похоже, есть реальные шансы решить их текущую проблему!
Пан Чэн тоже не тратил время: после завершения представления он сразу повел людей обратно в лабораторию и приступил к проведению эксперимента по методике, предложенной Сяо И. Подготовьте высококачественные однослойные образцы сверхпроводника FeSe/SrTiO3 и поместите их в среду, содержащую водород.
Утром того дня на компьютере уже были рассчитаны несколько подходящих параметров среды, поэтому первый эксперимент они провели, непосредственно задав параметры для среды с водородом, вычисленные ранее.
Второй этап — это термообработка. Вводимый при высоких температурах водород разлагается на два атома водорода, которые затем могут диффундировать в материал образца и взаимодействовать с атомами железа внутри него.
В среде водорода атомы железа легче отрываются от исходных позиций, мигрируют в новые места или покидают поверхность пленки, создавая тем самым вакансии на прежних местах. Третий этап — наблюдение за образованием вакансий, для чего используется сканирующий туннельный микроскоп STM для осуществления реального времени наблюдения.
Таким образом, к концу дня эксперимента в лаборатории раздался громкий возглас радости.
Ура! На поверхности образца появились вакансии железа!
Глядя на изображение, отображаемое сканирующим туннельным микроскопом, все испытывали восторг.
Это в принципе означает, что самая сложная часть всего проекта уже пройдена!
— Хорошо!
Пан Чэн тоже улыбнулся, повернулся и хлопнул Сяо И по плечу, сказав: “Благодаря твоему методу! Он уже достаточно хорош для публикации в топовом журнале. Если мы ещё закончим наш эксперимент, то смело можно подавать статью в PRL. Ты решаешь, как хочешь поступить. Если ты согласен опубликовать этот метод вместе с нашими конечными результатами, я могу сделать тебя первым автором.”
Сяо И, конечно же, не выбрал вариант с отдельной публикацией. Для него это было бы малоэффективно по сравнению с PRL. Но самое главное – ему на самом деле все равно было не до этого. Он просто сказал: “Давайте опубликуем вместе. Если я буду публиковаться отдельно, мне придется еще и писать диссертацию.”
Пан Чэн немедленно расхохотался:
— Хорошо! Давайте опубликуем его вместе!
Затем он повернулся к другим и сказал:
— Ладно, ребята, не будем останавливаться, продолжим эксперименты.
Найти способ введения дефектов типа "железный вакуум" — лишь первый шаг. Затем им предстоит найти наиболее подходящие условия, чтобы в образцах было больше таких дефектов. После этого нужно охладить образец и наблюдать за переходом с сверхпроводящего состояния в изоляционное. Только так они смогут достичь своей главной цели — анализа принципов работы высокотемпературных сверхпроводников.
Обдумав это, они сразу прониклись энтузиазмом. Это было гораздо лучше прежнего состояния, когда их работа застряла из-за возникших проблем.
И всё это благодаря Сяо И.
Слава Сяо Шэню!