的思路已经很明确并有了一定的理论储备。
“石墨烯的晶体结构是一种单原子层二维晶体,由碳原子以SP2杂化连接形成,规整地排列于蜂窝状点阵结构单元之中。
每个碳原子除了以σ键与其他三个碳原子相连之外,剩余的π电子与其他碳原子的π电子形成离域大π键,电子可在此区域内自由移动,从而使石墨烯具有优异的导电性能。”
“通过这个特征,我们可以建立模型观察电子的移动特征,收集数据。”
这时候,玛丽有点疑惑:“可是电子经过石墨烯带的时候,会没有质量?”
“化学键都是限域的,即化学键只在两个原子或少数几个原子之间。”
“而石墨烯的空间大π键决定了其电子可以在石墨烯范围内自由移动。在能带图的显示即是两条线性的直线。有效质量与能带的二阶导成正比……换句话说,其实它们是以波的形式经过石墨烯范围的。”
“明白了,波粒二象性?”
“类似于这个说法。但是这一步我们还需要再次验证,其他实验室的说法我不能完全相信。”
“那么我们的电池打算采用什么构造形式?”玛丽提出了最为现实的问题。
众所周知,石墨烯的厚度只有一个碳原子厚,碳原子呈平面六边形排列结构,并以蜂窝形状结构延展成为平面结构。
这种结构不仅赋予了石墨烯优异的力学、电学和光学特性,还使得它能够构建出富勒烯(C60)、石墨烯量子点、碳纳米管、纳米带、多壁碳纳米管和纳米角。
问题也就出现在这里,什么结构不完全取决于陆山怎么想,而是石墨烯的提取工艺到了哪一步。
石墨烯按照层数划分,大致可分为单层、双层和少数层石墨烯。
前两类具有相似的电子谱,均为零带隙结构半导体(价带和导带相较于一点的半金属),具有空穴和电子两种形式的载流子。
那么多层石墨烯该怎么应用?
是单层石墨烯简单叠加还是把单层石墨烯给卷起来,增加使用性能?
叠加的坏处肉眼可见,不稳定,想象那些很滑很薄的铁片放一起就行,受一点点力就会让这几块铁片给分离。
如果是卷起来或者折叠起来,就得看看单块板子有多大。
并且,也不见得就是卷起来的作用就强大,真的得做实验才能评定。
难点就来到了生产制备上面,这个环节以基础理论为基础,但涉及到了石墨烯晶体结构排列和电子穿梭时候的受力,分散问题,这些都需要构建数学模型在超级计算机上面演算。
于是庞加莱与图灵参与了进来,积极的提出自己的看法。
物理这一块,庞加莱还是懂的挺多,而电脑这一块,图灵有绝对的话语权,四人将想法不断的演变为可行的模型。
智商到了这一步,脑子就是计算机,经过四个超级大脑的演算后,行不行也就有了定论,然后再放入超级计算机运算。
不是陆山没钱买生产设备做实验,而是地方太小放不下。
所以大家只能决定在超级计算机上先运行,否则的话,外界还得订设备,生产出来也要时间,关键是还不一定能用。
陆山有两套超级计算机,一套在虚拟实验室,图灵在用,目前的任务是优化可可助手以及筹建设计操作系统。
另一套在现实世界运行coco助手。
这一次在奇点实验室里面的超级电脑有了新的任务,陆山想做点新的尝试。
“你是说,这一次不仅仅是要模拟石墨烯的工作模型,还要模拟正常生产当中的过程?”玛丽听了都皱起了眉头,“生产过程也能模拟的吗?偏差会不会太大?”
图灵这时候反而先开口了:“只要条件输入够多,变量输入够多,模型运算的过程就跟实际的差不多。之前的那个拓扑半金属半导体材料就是在电脑运行数学模型,计算和实验过程都演算过了。”
“生产过程其实就是一个更为复杂具体的实验过程吧。”
道理都明白,就是生产当中的诸多环境条件掺杂进去,运算模型得多详细,计算机的性能得多强才能考虑到这么多?如果计算机跟不上,肯定宕机。
玛丽还是有些将信将疑,电脑的厉害她体会过,说能计算数学问题她信,但是这个已经涉及到实际了,除非电脑直接跟现实连通,能感受到现实的温度,空气,水分,电压什么的。
图灵很耐心的解释:“计算机之所以能够模拟实验流程并在其中发现问题,是因为逻辑没变。
计算机不懂现实当中的这些环境带来的感受,但是计算机懂得逻辑。陆山先生的计算机模型搭建逻辑已经不是过去的办法,黎曼猜想有了成果之后,我们已经可以更好的让计算机理解现实中的逻辑。
比如说,氧和氢燃烧会生成水,这就是逻辑,是宇宙万物的真理。
我们只需要把构成逻辑的诸多参数输入模型,就可以得到过程。
当然,我们采取的是搭积木的办法来印证。”
“搭积木?”玛丽不解。
“就是把小逻辑先走通了,然后再把小逻辑叠加起来组成