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    通过对LaAlO3/SrTiO3异质界面、非晶合金Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5、致热相变金属氧化物二氧化钒等凝聚态物质的实验研究,杨定天采集了大量的实验数据,交给沈奇构建理论体系。

    杨定天以实验室为家,除了回宿舍洗热水澡,他吃喝拉撒睡都在沈奇数理研究中心搞定。

    沈奇终于理解杨定天为啥要养猫,杨定天这个禁欲系实验狂魔需要一种治愈系的小动物陪伴,否则太过孤单。

    根据实验室的数据,沈奇开始起草一篇综述文章,他以LaAlO3/SrTiO3为例,认同异质界面高浓度、高迁移率的准二维电子气q2DEG的起源机制为极化灾变。

    极化灾变理论不是沈奇提出的,但他以自己的方式验证了极化灾变理论对q2DEG的理论支撑作用。

    验证完了又有何实际应用呢?

    沈奇在综述文章中写到,新型氧化物材料或将投入到未来的电子器件研发、制造中,传统电子行业或许会迎来新的变化,当然了,基于q2DEG材料的商业化应用还需要进一步研究,这个领域具有广阔的应用前景。

    对于另一种氧化物二氧化钒(VO2)的研究,沈奇在一定的实验数据及计算机模拟数据的基础上,结合缺陷的拓扑和几何性质经典理论体系,大胆创新提出一个新的推测,他暂且称之为“具有多种晶相结构的化合物的无序-有序相变规则”。

    VO2是典型的具有多种晶相结构的化合物,在341K即67.85摄氏度附近,VO2会发生由低温绝缘体相到高温金属相的可逆转变,同时伴随光学、电学、磁学等性质的可逆突变。

    这种独特的性质使VO2在光电材料开关、智能玻璃、存储介质材料、激光防护等领域有着广泛的应用前景。

    类似VO2这种化合物的金属-绝缘可逆相变一直是科学家们研究的热点,但其相变机理至今未有定论。

    沈奇通过研究发现,具有多种晶相结构的化合物的宏观物理现象,由其微观结构特征决定,相变初期会形成大量有序的核心区域,相变过程中核心不断生长导致相互接触,反相畴相互交织是无序的。

    经过严密的拓扑学分析,沈奇推测,形成超晶格是有序化的结果,有序化利于我们掌控金属-绝缘可逆相变,它在理论上遵循一个一维晶格模型。

    通过不厌其烦的数学物理计算,优化晶格动力学的计算方法,沈奇给出了这个模型的基本方程:

    ∫+∞-∞dux/dx/x-ζdζ=(1-v)b/2asin4πux/b

    “累死了,太烧脑。”沈奇构思几个月,招募了一个博士研究生没日没夜帮他做实验,最终写出了一篇五十几页的综述文章。

    这篇文章中一半以上的内容由各种实验数据、图表、图片填充,一小半是理论分析和推测,结论性的内容就是最后的基本方程。

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