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第534章 物理学短板 七
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第534章 物理学短板 七 系统物品研究1

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    当天,徐辰没有立刻去动那台STM。
    科研实验室不是自家厨房,尤其是扫描隧道显微镜这种动辄几百万的设备,每一次使用都会有记录。谁什么时候开机,扫了什么样品,参数怎么设,图像文件保存在哪里,系统日志里全都有。
    如果是正常合作样品,那当然没问题。可徐辰手里那块系统奖励的「恒阻态导电高分子膜」,来历实在没法解释。
    总不能别人问起来,他说这是系统发的吧?
    所以,徐辰很谨慎。
    ……
    三天后的傍晚,物理学院的大楼里人渐渐少了。
    大多数研究生要么去食堂乾饭,要么趁着夜色去未名湖畔谈恋爱。但对于凝聚态实验室这种「学术富士康」来说,机器是不可能停的。
    张乐阳正带着两个师弟,在隔壁的超净间里灰头土脸地处理着徐辰提议的「界面限域掺杂」的新样品,忙得脚打后脑勺。
    徐辰掐着这个点,慢悠悠地踱步来到了AFM(原子力显微镜)和STM(扫描隧道显微镜)联合实验室。
    「徐教授,您来啦!」张乐阳从隔壁探出半个身子,手里还拿着把防静电镊子,「AFM和STM我已经帮您都预冷好了,探针也是新换的。您要看哪个样品?我帮您放进去进针?」
    「不用麻烦了,师兄。你忙你的大工程去吧。「徐辰笑着摆了摆手,「我就是拿几块之前表面重构失败的废片,先用AFM看看表面形貌,再用STM看看局域态密度(LDOS)和应力的对应关系。这种机械活我自己来就行,免得耽误你们赶进度。」
    「那行!」张乐阳现在对徐辰是绝对的信任和崇拜,而且自己这边的实验确实催得紧,也就没客气,「操作手册在桌上,有问题您随时喊我!」
    看着张乐阳的脑袋缩回了超净间,徐辰关上了实验室的门。
    做戏做全套。徐辰并没有急着拿出自己真正要看的东西。他先是按照标准流程,从恒温柜里拿出了两块Mn3Sn的废片,熟练地粘上导电胶,放入真空腔,抽真空丶降温丶进针。
    然后在电脑上煞有介事地先用AFM扫了几张表面形貌图,再用STM进行了dI/dV谱测量,将这些数据端端正正地保存在了实验室公用电脑的D盘里,甚至还建了个名为「徐辰_Mn3Sn_应力重构对比」的文件夹。
    有了这些操作日志和保存的数据,就算有人查设备的使用记录,也只会觉得徐教授确实是在严谨地验证之前的理论框架,挑不出一丝毛病。
    做完这些铺垫,徐辰确认了一下实验室里没有无死角监控,这才不慌不忙地在脑海中唤醒了系统。
    光芒一闪,他的手心里多了一个小巧的密封盒。
    打开盒子,一块仅有邮票大小的薄膜静静地躺在里面。
    ……
    第一眼看到它的时候,徐辰其实有点失望。
    从肉眼来看,这就是一块大约一厘米见方丶厚度不到两毫米的薄膜。颜色是一种很低调的暗金色,在实验室的日光灯下泛着极其微弱的金属光泽。表面看起来很光滑,但不是那种冷硬的金属光泽,反而有点类似于高端皮革或者某种复合纤维的那种哑光感。
    徐辰用戴着丁腈手套的手指轻轻戳了戳它的边缘,触感竟然比想像中还要柔软坚韧得多。
    这很奇怪。
    既然系统明确标注它是一种「导电高分子膜」,可绝大多数的高分子聚合物比如塑料丶橡胶等,怎么可能天然带有这种明显的金属光泽特徵?
    徐辰深吸了一口气,拿起一根乾净的镊子,极其小心地将这块柔性薄膜固定在了AFM的样品台上。
    不过在装样品之前,他先是扫了一眼周围。确认没有监控摄像头,他才决定直接进行观察。
    当然,他不能留下任何痕迹。这种超越时代至少十年的超级材料,一旦微观数据留存在这台公用电脑的硬碟里,哪怕只是被后来的研究生偶然看到一张异常的LDOS图,都可能引来无法预料的麻烦。
    所以他没有保存任何扫描的图像文件,而是仅凭肉眼和记忆力来观察和记录。在结束后,他还用正常的Mn3Sn样品再扫了一遍,覆盖掉临时缓存和参数记录。
    人肉硬碟,绝对保密。
    ……
    AFM(原子力显微镜)的针尖在薄膜表面轻轻扫过,屏幕上浮现出了这块材料的三维表面形貌图。
    徐辰瞪大了眼睛。
    这不是他熟悉的原子级别图像。至少,屏幕上显示的绝不是普通晶体那种排列得整整齐齐丶如同棋盘般规则的原子点阵。
    屏幕上呈现的,是一种极其复杂的丶多层次的纤维网络结构。最表层,是一些直径大约在10-100纳米之间的纳米纤维,它们以一种似乎是随机丶但又隐隐透着某种秩序的方式交织在一起。
    但关键不在这些纤维本身,而在于纤维之间。
    在纤维交叉的地方,存在着一种极其特殊的结构——看起来像是某种球形或者椭球形的纳米颗粒,大小大约在5-20纳米范围内。这些颗粒密集地分布在纤维的交界处,就像是无数个微小的「焊接点」。
    随后,徐辰切换到STM模式,准备获取这些结构的电子态信息。
    随着STM真空室的压力降至极限,针尖开始在极微小的尺度上扫过薄膜表面。屏幕上浮现出了这块神秘材料的局域导电性信息。
    很奇怪的地方是,这些颗粒周围的隧穿电流信号异常强烈,甚至超过了纤维本身。
    这意味着这些颗粒的导电性远高于周围的高分子基体。
    徐辰的大脑飞速运转,调用着自己所掌握的物理知识。
    他当然知道「导电高分子」的概念。目前学界最典型的例子,无非是通过碘掺杂的聚乙炔或是聚苯胺,它们的导电机制本质上是依赖高分子链上的π-π共轭电子云的跃迁。但那种传统材料的导电性通常有着极大的瓶颈,而且——这最关键——它们绝对不会在微观下自发形成这种明显的丶具有独立几何形态的纳米颗粒节点!
    除非……
    徐辰的眼神忽然锐利起来。
    除非,这些颗粒根本不是外界引入的简单掺杂物,而是这块高分子材料在合成时,其分子链在极度复杂的自组装机制下,自发卷曲丶摺叠而成的某种具备独立量子态的纳米复合结构!
    他调整了STM的扫描参数,尝试获得更高的解析度,屏幕上的图像逐渐清晰。
    那些球形颗粒的表面并不是光滑的,而是呈现出一种极其复杂的丶近似分形的表面形貌。看起来就像是无数个更小的球形聚集在一起,形成了一个大的球形集合体。
    这种结构……
    徐辰脑子里闪过了一个词:自相似性。
    这是分形几何的标志特徵。
    一个看似简单的球形颗粒,其实是由许多微球聚集而成;而这些微球本身,可能又是由更微小的纳米球聚集而成。层级递进,无穷无尽。
    这种结构有个很重要的物理性质:极大的比表面积。
    ……
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