無錯書吧

第195章 這就是最關鍵的地方

為此,徐瑞又跟著其他人一起,制定了一個“自適應計算精度”的策略。

在這個方法的作用之下,他們可以先對所有的組合進行低精度的快速篩選,然後再對排名前1%的候選材料使用中精度計算,前0.1%的材料使用高精度計算。

這樣的話,就可以在最大程度之下,讓算力更傾斜於那些預期會表現得比較出色的材料,從而讓算力更加充分的被利用起來。

即使這也可能會漏掉一些實際表現非常出色的材料,但總體上一定會是利遠大於弊的方法。

除此之外,徐瑞他們也同樣對拓撲不變數演算法進行了改進。

之前傳統計算陳數的方法,需要在布里淵區密集取樣,計算量非常的巨大。

透過仔細的研究,徐瑞發現了一個全新的數學等價,可以將陳數用貝里聯絡在費米麵附近的渦度積分表示,而渦度則是可以從格林函式的解析性質中提取出來。

在使用了新的演算法之後,這一部分的計算量直接降低了足足兩個數量級,非常好的彌補了計算量增大的缺點。

又經過一段時間的計算,徐瑞再次將這些計算結果進行了統計,並重點關注那些表現非常出色以及一些比較特殊的材料。

相比於之前的計算結果,這一階段的整體計算結果還是有一定提升的,效果確實要比之前好出一些。

而雷晨、王峻、胡偉他們在這期間,也完成了一些驗證實驗。

在對一些模擬出來的材料進行合成和測試之後,他們證實這套演算法還是有著一定的實用性的,的確可以提前對材料的超導性質進行估計。

雖然這些預測結果還不算是非常的準確,但至少已經可以對超導材料的研究起到一定的指導意義了。

就在他們緊張的對這些計算結果進行分析的過程中,林嵩又一次發現了一個讓他覺得不尋常的材料。

這種材料是拓撲絕緣體Bi₂Te₃與銅氧化物La₂₋ₓSrₓCuO₄(LSCO)形成的異質結,正是屬於他們這一次重點尋找的異質結類材料。

讓林嵩感覺到最為反常的一點是這種材料介面處的電子與電子相互作用引數U,竟然是一個負值。

得知了這個結果,其他人也都感覺到非常的驚訝,這與他們的認知是完全不同的。

“不會吧?這怎麼可能是一個負值呢?”

雷晨甚至覺得自己是不是眼花才看錯了,因為在強關聯物理中,U是代表著同一格點上的庫倫排斥,這個值正常來說肯定是一個正值。

出現負U的情況,也只能說明電子之間竟然存在著吸引作用,這顯然是不符合常理的情況。

沈紫瑤很快想到了一個可能的原因,隨即便有些急切的說道:

“這會不會是密度泛函理論的計算假象呢?密度泛函理論經常會高估U值,這有可能是因為計算誤差而出現的結果。”

聽到沈紫瑤提出的這個可能性,徐瑞和林嵩都覺得真實的原因並不是這個。

“應該不是這個問題,就算U值的計算存在誤差,也不太可能讓原本的正值直接變為負值的。”

“我也這麼覺得,我們之前計算出來的U值足足有-0.8eV,就算存在誤差,也不太可能達到0.8eV這麼高才對。”

不過對於密度泛函理論的計算誤差,這也確實是客觀存在的一件事情。

為了進一步確定這個結果的真實性,並得出更為準確的U值,他們決定採用更為精確的約束隨機相位近似方法,重新進行了計算。

經過更為精確的計算,他們果然確定了這個U值的確是負的,這個誤差也只有零點零幾eV而已。

“或許……出現這樣的現象,正是與超導相關的?”

順著這個思路,徐瑞馬上開啟了專注天賦,仔細的思考了起來。

“Bi₂Te₃的Te原子有孤對電子,而LSCO的CuO₂面有空穴。在介面處,Te的孤對電子可能注入到CuO₂面,但同時因為Te原子是帶正電的,就會形成一個局域極化場……”

想到這裡,徐瑞突然意識到了其中的關鍵所在。

“問題可能就在這個局域極化場上面。它可以遮蔽電子間的庫倫排斥,甚至有可能使其變為淨吸引作用。”

將電荷密度圖調出來之後,徐瑞確實發現在介面處,是存在這明顯的電荷轉移現象的。

這導致了Te原子周圍的密度變低,而CuO₂面電子密度則相應的增加了一些。

徐瑞將自己的這一發現向大家講述了過去,聽完他們也都覺得,這確實就是U出現負值的原因。

“不過我還有些不太理解,電聲子的耦合很弱,只是這種程度的電聲子耦合,負U是如何導致超導性質的出現的呢?”

對此王峻表達了自己的不解,但還沒等徐瑞回答,林嵩卻開口說道:

“或許配對並不是電聲子介導,而是電子和電子的直接吸引。”

“嗯?難道你指的是……Hubbard模型?”

王峻突然想起了一個有些古老的理論,之前王峻在讀論文的時候,確實對這個模型有過一些印象,而這也的確與負U和超導有關係。

“我並不知道你說的模型是什麼,你能找出來給我看一下嗎?”

“沒問題,我這就給你找出來。”

沒過多久,王峻就找到了這個模型,並指著其中的能帶圖說道:

“你們看這裡,這是狄拉克錐,它的能隙開啟方式是手性的……”

看著王峻拿出來的模型,林嵩也點點頭表示這確實跟自己想的是相同的。

王峻所說的能隙開啟,意味著超導配對的實現。

而更具體的手效能隙,則意味著手性p波的配對,陳數C=2也正是手性p波配對的拓撲特徵之一。

就在他們討論這些事情的時候,徐瑞已經重新對適用於電子-電子配對的公式進行了改進,並重新開始了新的計算工作。

之前他們的演算法,對這種物質的超導轉變溫度預測並不算多麼的理想,也僅僅有幾十K而已。

熱門

重生戰神超能力總裁萌寶系統聊天群萬界最強穿越