第283章 铁基超导之后(求订阅求月票)(1/2)
中科院物理所D楼的这间会议室不大。
装修风格还停留在上个世纪九十年代。
深红色的木质护墙板有些发暗。
巨大的椭圆形会议桌上铺着墨绿色的绒布。
上面摆着几个掉漆的搪瓷茶缸和几包拆开的“中南海”。
空气里弥漫着浓重的烟草味和陈茶的苦涩香气。
那是几代科学家在这里燃烧脑细胞的味道。
林允宁刚一进门,原本嗡嗡的低语声瞬间停了。
十几道目光齐刷刷地投射过来,这些目光的主人,随便拎出一个都是能写进凝聚态物理教科书的名字。
“允宁,你坐这儿。”
赵振华拍了拍自己身边的空位,那是核心圈的位置。
林允宁没敢托大,先是规规矩矩地向在座的各位前辈鞠了一躬,叫了一圈“老师好”,这才拉开椅子坐下。
他注意到,坐在对面的冯德光院士正眯着眼打量他,手里的烟卷烧了一长截烟灰,就要掉在桌子上了。
“大家都很忙,允宁还是刚坐了十几个小时的飞机,咱们寒暄就免了。”
赵振华把手里的文件袋解开,从中抽出几张带着余温的图表,分发给众人,“这是昨天半夜刚跑出来的数据。
“样品还是我们发表在《Nature》上的钍掺杂超导材料Gd0.8Th0.2FeAsO,常压烧结,Tset56.3K。
“这证明了允宁之前的理论预测:通过钍(Th)掺杂引入的化学内压,不仅引入了电子,更关键的是它撑大了Fe-As四面体,优化了键角,使其更接近完美的109.47度。
“我们手里现在握着全球最高温的铁基超导配方,而且是可重复、可量产的。”
会议室里响起了一阵翻动纸张的沙沙声。
虽然铁基超导弄出了一个大新闻,但在座很多老教授并未参与其中,只是看了论文。
真正把具体数据拿在眼前的时候,那种震撼感依然压手。
“日本人那边怎么样?”
有人问了一句。
“细野秀雄还在死磕镧系元素,Tc卡在26K上不去。”
潘建林院士喝了口茶,语气平淡却透着股傲气,“在铁基这条赛道上,他们已经被我们甩开了至少一个身位。”
众人脸上都露出了笑意。
多少年了,在基础科学领域,华夏人终于不再是跟跑者,而是领跑者。
“但是,”
赵振华话锋一转,手指在桌面上敲了敲,“今天把大家从全国各地叫来,可不是为了开庆功会。咱们得谈谈那个‘鬼影’。”
他把那张电阻率各向异性的图表投到了投影幕布上。
“这是我们在单晶样品上测到的数据。在正交相变温度Ts之上,沿a轴和b轴的电阻率出现了明显的差异。按理说,在那个温区,晶格还是四方相,C4对称性应该是保持完好的,电子在两个方向上跑起来应该没区别才对。”
“各向异性度达到了15%。”
冯德光院士掐灭了烟头,眉头紧锁,语气严肃,“如果是杂质效应,不会这么规律。但这说明电子态的旋转对称性在晶格结构相变之前,就已经先破缺了?这不符合常规的朗道相变理论。”
“会不会是……向列相(icity)。”
林允宁轻声吐出一个词。
众人的目光再次聚焦到他身上。
赵振华院士问道:
“允宁,你有什么意见?”
林允宁一笑:
“有点不成熟的想法,还是先听听大家的意见吧。”
赵院士拍了拍他的肩膀:
“客气什么,你虽然年轻,但是论铁基超导理论,这屋子里谁敢说比你懂得多?你大胆说,咱们都是自己人,这儿也不是论资排辈的地方。”
林允宁点点头,站起身走到白板前。
【学霸模拟器启动】
【课题:铁基超导体自旋涨落与电子向列相耦合机制解析】
【注入模拟时长:50小时】
【第5小时:你构建了各向异性的海森堡模型。你发现当温度接近结构相变点时,尽管晶格保持四方对称(C4),但自旋关联长ξ在两个方向上开始出现差异。】
【第20小时:你引入了自旋-向列耦合项。模拟显示,强的自旋向列涨落会提前打破电子态的旋转对称性(C4→C2),这就像是液晶分子在相变前预先排好了队。】
【第45小时:计算完成。电阻率的各向异性并非来自晶格畸变,而是来自费米面的各向异性散射。这是自旋涨落驱动的电子本征态。】
淡蓝色的光幕在他视网膜上展开,无数自旋箭头像是一群躁动的鱼,正在晶格的海洋中游动。
他看到的不仅仅是静态的图表,而是那个微观世界里发生的动态演化。
太阳穴微微刺痛,这是精神力瞬间高负荷运转的代价。
林允宁拿起马克笔,照着脑海中那个清晰的图像,在白板上画了一个铁砷层的平面图,标出了铁原子的自旋排列。
“各位老师,我们在做DFT计算的时候,发现了一个很有意思的现象。”
林允宁一边画图,一边很平静地说道,“在Tc之上,Ts附近,虽然晶格还是四方结构,但自旋涨落已经开始‘选边站’了。
“自旋关联长度ξ在两个方向上不再相等。ξ_a>ξ_b。这种自旋自由度的各向异性,通过自旋-晶格耦合(Spi-tticeuplig),提前驱动了电子态的对称性破缺。
“简单来说,电子态的旋转对称性从C4降到了C2。”
他在白板上写下了一个朗道自由能的展开式:
F=aψ^2+bψ^4+cφ^2+λψφ
“其中ψ是向列序参量,φ是正交晶格畸变。因为耦合项λ的存在,强的自旋向列涨落会诱导晶格畸变。
“所以,我们看到的那个电阻差异,不是杂质,也不是测量误差。
“那是——电子向列相(ElectroieaticPhase)。这是自旋涨落机制主导高温超导的铁证。”
会议室里安静了几秒,只有风扇转动的嗡嗡声。
“Isig-eatirder...”
冯德光院士喃喃自语,他摘下眼镜,揉了揉眼角,然后看向林允宁,眼神变得异常犀利,仿佛要看穿这个年轻人的灵魂:
“年轻人,理论很漂亮。但这不仅是解释了现象,这是在动摇根基。
“你的意思是,电声耦合那一套,在这里彻底失效了?我们搞了几十年的BCS理论,我们信奉的‘声子胶水’,都要扔进垃圾堆?”
这是一个极其尖锐的问题。
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