西弗吉尼亚大学的科学家利用量子材料的独特性质来加速材料发现

技术研究 量科网 2023-10-15 10:44

发现具有独特性质的材料(如超导体)往往需要创新的技术和工具,科学家使用的传统试错方法已经跟不上量子时代的快速发展。西弗吉尼亚大学的物理学教授Lian Li表示,由于他们的一项工作努力,人们有望大大缩短对新型量子材料的广泛搜索。

西弗吉尼亚大学的科学家利用量子材料的独特性质来加速材料发现

在美国国家科学基金会的98万美元资助支持下,Li开始了一项为期四年的任务,以加速量子材料的发现。该项目旨在利用量子材料独特的电子自旋特性,并通过使用计算工具驱动的数据方法,来实现以更低的成本找到具有增强功能的材料。Li的团队是利用真空室中的伪自旋和逐层原子生长来实现这一目标。

由西弗吉尼亚大学研究生Joseph Benigno、博士后研究助理Pedram Tavazohi等组成的研究小组正在与威斯康星大学密尔沃基分校的专家合作开展该研究。Li表示,虽然有理论家已提供相关预测,但他们团队的作用是根据这些预测进行有针对性的实验。他们使用的迭代MGI方法能通过材料创造验证理论预测来加速材料的发现。

Bendigo说:“这不像烹饪,你可以把一些东西混合起来。对于烘焙,则你必须非常准确“。他表示改变新量子材料配方中的“成分”和方法会导致不同的结果,有些是有利的,有些则不是。Li说:“电导率会有所不同,结构或对称性会有所不同。我们会问,它看起来像我想要的形状吗?它的颜色合适吗?这就是为什么我们称之为材料发现。”

Li表示,他们的最终目标是构建出能做量子计算之类事情的材料。另一个是寻找更好的超导体,它可以在没有电阻的情况下传输电力。超导体现在的实际应用有磁悬浮列车,它的速度约为每小时220英里。它可以达到每小时600英里以上,但需要在低温下运行。研究人员认为,随着材料技术的进步,实现室温超导体是有可能的。(编译:Qtech)