大国院士 - 第443章 聚变堆小型化的希望

    拿到kl-66材料的复刻实验数据与超导检测数据后，徐川并没有第一时间将其就公开出去。
    迈斯纳效应在这三组对照复刻实验中都已经确认了不存在，除非后续其他的实验室研究机构做出来的复刻实验展现出完全不同的结果，否则从这一点来看，就已经足够初步证实了kl-66材料并非室温超导体了。
    不过徐川觉得，既然要做，那就做完美点，做到让人信服无可挑剔。
    确认了迈斯纳效应不存在，剩下的关键点，就是找出这种材料为什么能够出现抗磁效应了。
    毕竟无论是南韩那边发出来的视频展现出了强抗磁性能，还是他这边的复刻实验中第二组kl-66材料样品，都展现出了强抗磁性，做到了能够漂浮。
    解释了这方面的原理，就足够锤死这种新材料室温超导特性了。
    当然，他之所以要研究这方面的机理，也并不单单是想做的完美一点。更是因为这种机理引起了他的好奇。
    不得不说，南韩这次研发的kl-66材料上展现出的强抗磁机理，的确有些问题。
    从二号kl-66的材料抗磁性检测数据来看，它之所以能展现出悬浮的能力，在于复刻出来的部分多晶陶瓷样品中含有软铁磁成分。
    这是它能在外部磁场的施加下悬浮起来的核心。
    然而让徐川有些诧异的是，在外部磁场加到5t的情况下，这种软铁磁成分都没有饱和。
    这意味着这种材料在抗磁性方面有着巨大的潜力。
    所以哪怕即便是三组复刻实验全都没有观测到迈斯纳效应，他也依旧保留有对这种材料的研究兴趣。
    毕竟强抗磁性的应用领域还是有不少的，比如磁悬浮、医疗、电机等等，若是能找到一种新的强抗磁材料，说不定有机会在一些领域取代原本需要的昂贵超导材料。
    当然，对他来说，更让他感兴趣的，是这种机理背后的原理。
    如果能找到这种抗磁性背后的机理，且能应用到真正的超导材料领域的话，说不定他能进一步的提升超导材料的临界磁场，进而更进一步的压缩可控核聚变反应堆的体积。
    这才是他真正对这种材料感兴趣的主要原因。
    这种材料，或许能让他找到一条通往聚变堆小型化的道路。
    实验室中，徐川找了个研究员来辅助他的工作，针对性的对二号kl-66材料进行抗磁性测试与结构分析。
    与此同时，第二波针对kl-66材料的复刻实验也再度展开。
    不过与第一次不同的是，这一次的复刻，并不是为了验证kl-66材料的超导性，而是针对它的抗磁效应展开的。
    徐川需要弄清楚，在合成的过程中，到底发生了什么，导致二号kl-66材料中多晶陶瓷样品的软磁效应得到了巨大的提升，以及对应的晶体结构、原子替位等东西到底是怎么样形成的。
    也需要弄清楚，为什么同样的合成步骤，一号和三号kl-66材料就没有出现这种强抗磁效应。
    只有知道了这些东西，确认了机理，才能展开下一步的工作。
    “老板，详细的磁化测量报告结果出来了。”
    办公室中，柴僳带着一份检测报告匆匆赶了过来。
    “我看看。”
    徐川迅速从对方手中接过了检测报告，认真的翻阅了起来。
    在物理学上，一般材料的磁性会分为顺磁性、抗磁性和铁磁性等数种。
    比如铁磁性材料，就是是把材料放到磁场中或降到某一温度以下，材料被磁化，产生较强的磁场且材料具有明确的磁极，比如含铁钴镍等元素的一些材料，磁化后的材料可以保留铁磁性。
    而顺磁性材料是把材料放到磁场中，材料被磁化产生一个较小的磁场，方向与原磁场相同，大小与原磁场成正比，但撤销外磁场后就会消失。
    至于抗磁性材料则是把材料放到磁场中，材料内部产生的磁场与原磁场方向相反，反而会减弱总磁场。
    一般来说，铁磁性材料放到磁场中会被原磁场吸引，而抗磁性材料会被原磁场排斥。
    如果要简单的理解，就是抗磁性就是两块同极磁铁放到一起，然后你拿手用力去挤压它们。
    使它们贴在一起需要的力越大，说明抗磁性就越高。
    虽然这样说并不准确，但相对较容易理解且形象。
    而从检测报告上来看，二号kl-66材料的磁化率达到惊人的-0.8225。
    这一数值，放到一种非超导材料上来说，已经非常高了。
    对于磁性，真空的磁化率是1，代表真空中的磁场与原磁场一致。
    而普通抗磁性材料的磁化率为负值，但非常接近0。比如水、部分有机物、少量金属等都是普通抗磁性材料。
    超导体的磁化率是-1，达到了抗磁性的最大值。与普通抗磁性材料显著不同，它具有100%的抗磁性。
    因此，超导体会非常强烈地排斥外磁场，且能牢牢束缚住磁通线，而普通抗磁性材料只是轻微的排斥外磁场。
    -
    0.8225的磁通率，虽然距离超导材料-1的磁化率还有一定的距离。
    但别忘记了，他们合成出来的kl-66材料，其实纯度并不算高。
    如果继续提高纯度，这种材料的磁化率无限接近于超导体亦或者直接拉满也不是不可能的事情。
    “有意思，电镜结构什么时候出来？”
    放下手中的报告，徐川看向柴僳问道。
    “已经在做了，大概还需要二十分钟左右。”柴僳恭敬的回道。
    点了点头，徐川开口道：“行，做完后报告第一时间给我。”
    惊人的磁化率的确勾引起了他不小的兴趣，也意味着这种材料即便不是超导体，在某些方面也有着不小的潜力。
    柴僳点了点头，转身走出了办公室，轻轻的带上了大门。
    坐在办公桌前，徐川思索了起来。
    从之前对kl-66材料的测试来看，他通过了铜的双带模型eg从约束随机相位近似(crpa)中确定相互作用值的轨道。
    但并没有在材料的电子空穴中发现强制磁或轨道对称性破缺。
    而在使用dft+u: cu掺杂的pb的两个绝缘体中在稳定绝缘状态和带隙中的杂质水平中起作用的机制10(po4)6o和v掺杂的srtio3掺杂过渡金属。
    所以理论上来说，具有隔离的杂质(平)带，与掺杂位置无关。那即使在超导性的最佳条件下，自旋和轨道的波动对于接近室温的超导性来说还是太弱了。
    因为它几乎不可能在常温状态下表现出超导性。
    不过考虑抗磁性的话，情况或许就不同了。
    理论上来说，在同一晶胞中掺杂不同类型的位置中，材料的间隙会导致两个自旋极化的杂质带。
    而由于价带中相对非定域的不成对自旋，弱铁磁性是可能的。
    再进一步的工作应该考虑化学计量、不同掺杂位置、超晶胞效应和磁交换相互作用量化的进一步变化的可能性.
    办公室中，徐川默默的在脑海中进行着推导，时不时还拿笔在稿纸上演算一下。
    脑海中的材料学知识与物理、化学领域的信息融汇在一起。
    如果有人经历过他以前在课堂上证明ns方程最后一步的时刻，对于他这种状态一定会不陌生。
    不过这会办公室中只有徐川自己，全神贯注的推导下，他也意识不到自己重新在今天返回了最梦寐以求的状态。
    直到漫长的时间过去，带着电镜结构数据赶过来的柴僳轻喊了一声，徐川才回过神来。
    恍若隔世般的错觉让他长舒了口气，看了眼电脑右下角的时间，他才发现不知不觉中已经过去了近半个小时。
    “老板，电镜结构数据，出来了。”柴僳咽了口唾沫汇报道，为什么明明什么事都没做，他却感觉自己好像做错了什么的样子？
    徐川点了点头，道：“放这里就可以了。”
    “好的。”迅速放下手中的检测报告，柴僳一溜烟的就跑了。原本他还有一些问题想问的，不过突然就改变主意了。
    坐在办公桌前，徐川闭上眼回味了一下，半响，他才前倾身体从桌上拾起了电镜扫描结构报告，翻阅了起来。
    “果然如此。在非相互作用水平上，kl-66是一种反转不对称weyl半金属材料。”
    “具有相反手性的weyl节点出现在时间反转不变量附近的不同能量处Γ和a三维布里渊区的点。而不寻常的韦耳电荷cw=±2并且通过平行于主体的表面上的拓扑保护的费米弧状态的两个分支连接c-轴。”
    “也就说，在kl-66材料中，cu原子自旋轨道耦合对材料能带结构和电子性质的产生了至关重要的影响.”
    看了眼扫描结构图和相关的检查数据，徐川眼神中露出了一丝早已预判到的神色。
    尽管被柴僳打断了推导，但他也并不是没有收获的。
    从理论上来说，kl-66材料具备强磁性的核心原因，他已经通过推论大致找到了。
    只不过是否准确，还需要看后续的实验。
    或许这一次，他能将强抗磁材料与能带拓扑做一个完整的关联，进而将强关联物理推进到一个全新的高度上去。
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