第154章 模型改进
第154章 模型改进
不仅如此，高zt值热电材料的出现更会改变芯片架构，光-电-热一体化芯片成为可能，热电材料将废热直接转化为电能，供芯片内部传感器或边缘ai单元使用，实现能量闭环。
自冷却芯片普及，淘汰传统散热器，设备体积缩小至现有1/5。
从长期来看，这将直接导致量子芯片的发展，它缓解了量子比特退相干问题，超导量子芯片可在更高温度下运行，降低制冷成本90%，类脑芯片功耗降低至μw级，支持植入式医疗设备长期运行……
未来前景可谓是一片光明！
当然，展望未来时不免也要低头看看脚下的路。
现实是残酷的，根据肖教授提供的资料，目前他们能够做到的zt值只有0.92，不要说划时代的突破，甚至都没有达到商用1.5的标准。
“好！”
杨驰欣慰的点头，他喜欢这样高效的交流，也很满意陈辉的态度，就算实力差一点，只要愿意努力，他都是欢迎的。
“那你应该知道，zt值的计算公式是(sσt)/k，高zt值材料的制备主要有三种途径，要么通过增强电输运性能，通过能带工程，如能带收敛、多能谷效应提高s和σ，或者是解耦电声输运，通过微观结构调控实现电子与声子传输路径的分离，但是前面两种方法实现起来都太困难，即便能够得到高zt值材料，工业化的成本也太高，难以得到普及。”
“目前我们使用的方式主要还是抑制热传导，通过纳米结构、缺陷工程或复合材料设计降低晶格热导率。”
杨驰边走边介绍，“这次我们想要你做的主要是通过我们的实验数据，建立多尺度模型量化纳米缺陷、位错对热导率的贡献，如果能够找到一种算法或者多目标优化的方法，来平衡s、σ、k的竞争关系，那就更好了。”
说完他们已经来到了一处办公桌前，杨驰打开电脑，“这是目前我们实验采集到的27个样本的数据，你可以在这里研究，也可以拿u盘拷回去慢慢研究，但这些数据都是内部机密，还请不要外泄。”
“明白。”
陈辉点头，心神已经沉浸到了眼前的数据中。
“哎，又失败了。”
就在陈辉研究实验数据时，旁边传来一声叹息，“晶界散射模型明明预测热导率能降低30%……”
肖蒙摘下护目镜，看向旁边仪器采集数据计算出来的zt值，0.91，甚至比他们之前实验的效果还要更差，这不科学。
“我觉得我们之前的模型存在问题。”
杨驰来到肖蒙身边，看着前方实验仪器中合成的样品，笃定的说到，“老师先休息一下吧，我们请来了一位数学好手，如果能优化模型，应该会有所进展。”
“我怎么休息得下来。”
肖蒙摇头，“隔壁华科也有实验室在做这方面研究，据说他们已经取得了不小的进展，这个时候停下来，要是让他们先发表成果，我们之前的努力就都白费了。”
科研的世界同样是残酷的，全世界那么多研究者，免不了就撞了课题，数学如此，物理同样如此，慢一步，那可就满盘皆输，她不为自己考虑，也要考虑整个实验室大家付出的心血。
说完她下意识的看向陈辉，毫无疑问，现在陈辉已经坐在了关键的位置上，承载着他们的希望。
物理离不开数学，但并不是所有的物理学者都擅长数学，数学正好不是她的强项，想到自己堂堂一个教授，竟然还要仰仗一个本科生，她自己也觉得挺好笑的。
“别看他年轻，已经发表了一篇一区sci论文，还是imo满分金牌选手，实力应该不差的。”不等肖蒙说话，杨驰就解释了一句。
“我们的模型已经足够完善，即便是数学院的老师们前来，恐怕也找不到方向，现在我们需要一个拥有足够直觉的天才，凭借他强大的直觉，为我们找到这个模型的改进方向，他的确是不错的选择。”
“但愿吧！”
人是她请来的，她当然知道陈辉的履历，肖蒙迈步来到陈辉身旁，“你好，我是肖蒙，欢迎加入我们项目组，接下来就都靠你了！”
陈辉抬头看向这位充满英气的女生，很诧异老师口中的肖蒙教授竟然这么年轻，点头说到，“我尽量。”
肖蒙点头，“实验室中有什么问题可以随时问杨驰，我不在，他就是这里的负责人。”
杨驰是她收的第一个硕士研究生，深得她信任，也具有很强的科研能力。
这也是她急于出成果的原因之一，只有这个项目取得突破，她才可能升正教授，拥有博士点，到时候就能直接收杨驰当自己的博士了。
肖蒙没有再多说，连续做了几个小时实验的她转身走出实验室，她得去休息休息了。
专注于一件事时，时间总是过得飞快。
“先去吃点东西吧。”
杨驰忽然来到陈辉身边，提醒到。
陈辉这才注意到已经十二点多了，他竟然就这样盯着这十几个g的数据看了三个多小时。
“好。”
人是铁饭是钢，陈辉没有拒绝，起身，两人结伴往食堂走去。
“有思路了吗？”
杨驰随意的问道。
陈辉摇头。
当看到这些数据时，陈辉才恍然科研跟做题的区别。
无论是竞赛还是高考，出的题目都是有固定解法和答案的，至少，问题是明确的，让你证明什么，求解什么。
但科研并不是这样的，很多时候，你甚至都不知道问题是什么，即便你拥有一身屠龙术，可龙都没有，你又能屠什么呢？
甚至很多时候，都不一定有答案，这才是最让人绝望的，很可能你研究了几个月，几年的东西，根本就是错的，根本就没有答案！
想要在量级恐怖，如同星空般浩瀚的数据中找到通往真理的道路，不是那么容易的。
“没关系的，这原本就不是一朝一夕能够解决的，你可以先看看相关的论文，我们给袁老师提供的资料里面也有推荐，慢慢来。”
杨驰拍了拍陈辉肩膀。
他的确很着急，但也明白，这急不来。
一直思考问题的陈辉草草吃了午饭，径直往实验室走去。
“你不回去休息一下吗？”
杨驰心情复杂的问道，“好好休息才能保持大脑清醒，才能更好的分析问题。”
“你先回去吧，我习惯了，没关系的。”
陈辉拒绝了对方的提议。
杨驰见状也掉转了方向，跟陈辉一起回到实验室，实验室不比教研室，一些仪器和材料是具有一定危险性的，尤其陈辉又是个新兵蛋子，要是发生了什么安全事故，他这个实验室值班人是要负责的，他也不想那样的事情发生。
他现在有些后悔没有坚持让陈辉把实验数据拷贝回去研究。
再次走进实验室，陈辉才注意到，这间实验室大约两百多平，其中一小部分摆放着桌子，是实验人员们临时办公的地方，其他地方则是被各种充满科幻气息的实验设备占据。
“这是放电等离子烧结炉，用于制备高密度纳米晶热电材料，比如硫化铋，通过脉冲电流快速烧结，减少晶粒粗化，最小功率20kw，最高温度可达2200摄氏度，最大压力通常为20t……”
见到陈辉好奇，杨驰如数家珍般的介绍起来，“这台算是中型炉，产自魔都晨华公司，两百万。”
陈辉暗暗咋舌，好家伙，这做物理实验就是在烧钱啊，跟数学研究似乎完全是两个不同的画风。
“这是水热反应釜，用于实现碘掺杂硒化铜等材料的相变调控，通过高压高温环境合成特定晶体结构……”
接下来几天时间，陈辉早出晚归，连论文的事情都放到了一边，全身心的扑到了实验数据的处理和模型建立上，期间他也旁边了几次杨驰他们实验。
大家对陈辉倒是很热情，这反倒让陈辉有些不好意思起来，已经三天时间了，他还是没有什么思路。
这三天里，他不仅在研究数据，也找来了许多相关资料进行研究，数学和物理的熟练度都分别提升了2%，但模型的事情依旧一筹莫展。
肖蒙教授团队采用的模型脱胎于debye-callaway模型，其核心思想是将声子即晶格振动量子视为气体粒子，通过统计散射事件计算热导率。
他们进行了两次修正，引入了晶界散射弛豫时间tgb，假设晶粒尺寸均匀（约为50nm），散射概率与晶界面积成正比，同时团队通过实验反演发现，高载流子浓度下电子会增强声子散射，因此加入了一个指数衰减因子。
可惜他们的修正似乎并没有起到什么效果，最终实验的结果依旧差强人意，甚至比原模型更差，可根据他们得到的实验数据，这样的修正应该是能够对实验结果有提升的。
这无疑陷入了悖论。
陈辉现在要做的，就是解开这个悖论，找到这里面被忽略的地方。
但显然，这并不是一件容易的事情。
背着书包走进实验室，陈辉脑海中依旧是实验数据在乱窜，以至于看着一位师姐搬着沉重的箱子路过后才反应过来，快步上前去帮忙。
“不用，我搬得动！”
师姐得意的说道，要不是手上还搬着一箱东西，她恐怕就要抬手跟陈辉秀肌肉了。
“你就让她自己搬吧，她擅长这个！”
另一位师姐也附和到，“这次又买的什么？”
“香蕉！”
师姐将箱子放在自己的位置上，回道。
“你这是要去摆水果摊啊？”
“上一箱橘子吃完了吗？”
“不怕，这次我买的青香蕉，等它熟了，我上一箱橘子也就吃完了。”
师姐得意的拆开纸箱，露出里面绿油油的香蕉，“要是实验做不出来，毕不了业我就去卖水果，就在学校门口，到时候大家来照顾我生意啊。”
“行，到时候我在老师群里给你宣传，就说是我的得意弟子。”
这时，一道声音在门口响起。
肖蒙不知道什么时候从门口走了进来。
“啊，那怎么好意思，谢谢老师！”
师姐丝毫不慌，甚至拿着鸡毛当令箭。
肖蒙也是哭笑不得，“给我好好做实验，要卖水果也给我拿到学位证再说，不然我打电话给城管举报你！”
“老师你也太恶毒了吧！”师姐哀嚎一声。
肖蒙不理他，叫上杨驰，两人就出了实验室。
肖蒙走后，实验室顿时响起一阵压低的哄笑声，然后纷纷对这位师姐竖起了大拇指。
陈辉也是莞尔，那么大一箱香蕉，恐怕得有二十斤，这位师姐大概是真准备开水果摊了。
“小师弟，吃橘子不？”
刚坐下，师姐就伸了个橘子过来，在实验室中的不是硕士就是博士，陈辉一个大一新生，在这里自然只能是小师弟了。
“谢谢。”
陈辉没有拒绝，看着师姐位置上还剩的大半箱橘子，他觉得自己这也是在做好事了。
“你们听说了吗？隔壁有位师弟做实验时，没戴隔热手套就伸手去取高温坩埚，真是太勇了！”
“这算什么，你师兄当年上厕所洗了手，还没干就去拔插头，现在网瘾都治好了……”
“哎呀，婷婷你这个奶茶好好喝，在哪买的？”
并不是所有人都跟陈辉一样，来到实验室就开始学习，大家一边吃着早饭，一边兴奋的聊着八卦。
“诶，小师弟，听说你已经发了一篇一区sci，你现在在做什么研究，数学发论文是不是很难？你看师姐能学数学吗？”
师姐探过头来，眨巴着大眼睛，好奇的问道，显然，对于喜欢八卦的人来说，一个新鲜的师弟绝对是最大的八卦来源。
“我目前在做的是建立“拓扑-数论”标准模型……”
陈辉回答到，却忽然皱眉，刚才似乎有一道灵光一闪而逝，如同惊雷般短暂的照亮了黑夜。
他回过头看向电脑屏幕上的数据，大脑飞速运转。
然而，这一闪而逝的灵感却怎么都抓不住，仿佛只是他的幻觉。
“到底是什么？”
“我到底忽略了什么？”
陈辉盯着面前的数据，他已经将这些数据处理成便于分析的各种图形，但不管他怎么处理，都没办法找到它们之间的内在联系。
师姐见此也没有再打扰陈辉，她也是做科研的，明白这种时刻有多么关键。
实验室中其他人也停止了聊八卦，安静下来。
(本章完)
不仅如此，高zt值热电材料的出现更会改变芯片架构，光-电-热一体化芯片成为可能，热电材料将废热直接转化为电能，供芯片内部传感器或边缘ai单元使用，实现能量闭环。
自冷却芯片普及，淘汰传统散热器，设备体积缩小至现有1/5。
从长期来看，这将直接导致量子芯片的发展，它缓解了量子比特退相干问题，超导量子芯片可在更高温度下运行，降低制冷成本90%，类脑芯片功耗降低至μw级，支持植入式医疗设备长期运行……
未来前景可谓是一片光明！
当然，展望未来时不免也要低头看看脚下的路。
现实是残酷的，根据肖教授提供的资料，目前他们能够做到的zt值只有0.92，不要说划时代的突破，甚至都没有达到商用1.5的标准。
“好！”
杨驰欣慰的点头，他喜欢这样高效的交流，也很满意陈辉的态度，就算实力差一点，只要愿意努力，他都是欢迎的。
“那你应该知道，zt值的计算公式是(sσt)/k，高zt值材料的制备主要有三种途径，要么通过增强电输运性能，通过能带工程，如能带收敛、多能谷效应提高s和σ，或者是解耦电声输运，通过微观结构调控实现电子与声子传输路径的分离，但是前面两种方法实现起来都太困难，即便能够得到高zt值材料，工业化的成本也太高，难以得到普及。”
“目前我们使用的方式主要还是抑制热传导，通过纳米结构、缺陷工程或复合材料设计降低晶格热导率。”
杨驰边走边介绍，“这次我们想要你做的主要是通过我们的实验数据，建立多尺度模型量化纳米缺陷、位错对热导率的贡献，如果能够找到一种算法或者多目标优化的方法，来平衡s、σ、k的竞争关系，那就更好了。”
说完他们已经来到了一处办公桌前，杨驰打开电脑，“这是目前我们实验采集到的27个样本的数据，你可以在这里研究，也可以拿u盘拷回去慢慢研究，但这些数据都是内部机密，还请不要外泄。”
“明白。”
陈辉点头，心神已经沉浸到了眼前的数据中。
“哎，又失败了。”
就在陈辉研究实验数据时，旁边传来一声叹息，“晶界散射模型明明预测热导率能降低30%……”
肖蒙摘下护目镜，看向旁边仪器采集数据计算出来的zt值，0.91，甚至比他们之前实验的效果还要更差，这不科学。
“我觉得我们之前的模型存在问题。”
杨驰来到肖蒙身边，看着前方实验仪器中合成的样品，笃定的说到，“老师先休息一下吧，我们请来了一位数学好手，如果能优化模型，应该会有所进展。”
“我怎么休息得下来。”
肖蒙摇头，“隔壁华科也有实验室在做这方面研究，据说他们已经取得了不小的进展，这个时候停下来，要是让他们先发表成果，我们之前的努力就都白费了。”
科研的世界同样是残酷的，全世界那么多研究者，免不了就撞了课题，数学如此，物理同样如此，慢一步，那可就满盘皆输，她不为自己考虑，也要考虑整个实验室大家付出的心血。
说完她下意识的看向陈辉，毫无疑问，现在陈辉已经坐在了关键的位置上，承载着他们的希望。
物理离不开数学，但并不是所有的物理学者都擅长数学，数学正好不是她的强项，想到自己堂堂一个教授，竟然还要仰仗一个本科生，她自己也觉得挺好笑的。
“别看他年轻，已经发表了一篇一区sci论文，还是imo满分金牌选手，实力应该不差的。”不等肖蒙说话，杨驰就解释了一句。
“我们的模型已经足够完善，即便是数学院的老师们前来，恐怕也找不到方向，现在我们需要一个拥有足够直觉的天才，凭借他强大的直觉，为我们找到这个模型的改进方向，他的确是不错的选择。”
“但愿吧！”
人是她请来的，她当然知道陈辉的履历，肖蒙迈步来到陈辉身旁，“你好，我是肖蒙，欢迎加入我们项目组，接下来就都靠你了！”
陈辉抬头看向这位充满英气的女生，很诧异老师口中的肖蒙教授竟然这么年轻，点头说到，“我尽量。”
肖蒙点头，“实验室中有什么问题可以随时问杨驰，我不在，他就是这里的负责人。”
杨驰是她收的第一个硕士研究生，深得她信任，也具有很强的科研能力。
这也是她急于出成果的原因之一，只有这个项目取得突破，她才可能升正教授，拥有博士点，到时候就能直接收杨驰当自己的博士了。
肖蒙没有再多说，连续做了几个小时实验的她转身走出实验室，她得去休息休息了。
专注于一件事时，时间总是过得飞快。
“先去吃点东西吧。”
杨驰忽然来到陈辉身边，提醒到。
陈辉这才注意到已经十二点多了，他竟然就这样盯着这十几个g的数据看了三个多小时。
“好。”
人是铁饭是钢，陈辉没有拒绝，起身，两人结伴往食堂走去。
“有思路了吗？”
杨驰随意的问道。
陈辉摇头。
当看到这些数据时，陈辉才恍然科研跟做题的区别。
无论是竞赛还是高考，出的题目都是有固定解法和答案的，至少，问题是明确的，让你证明什么，求解什么。
但科研并不是这样的，很多时候，你甚至都不知道问题是什么，即便你拥有一身屠龙术，可龙都没有，你又能屠什么呢？
甚至很多时候，都不一定有答案，这才是最让人绝望的，很可能你研究了几个月，几年的东西，根本就是错的，根本就没有答案！
想要在量级恐怖，如同星空般浩瀚的数据中找到通往真理的道路，不是那么容易的。
“没关系的，这原本就不是一朝一夕能够解决的，你可以先看看相关的论文，我们给袁老师提供的资料里面也有推荐，慢慢来。”
杨驰拍了拍陈辉肩膀。
他的确很着急，但也明白，这急不来。
一直思考问题的陈辉草草吃了午饭，径直往实验室走去。
“你不回去休息一下吗？”
杨驰心情复杂的问道，“好好休息才能保持大脑清醒，才能更好的分析问题。”
“你先回去吧，我习惯了，没关系的。”
陈辉拒绝了对方的提议。
杨驰见状也掉转了方向，跟陈辉一起回到实验室，实验室不比教研室，一些仪器和材料是具有一定危险性的，尤其陈辉又是个新兵蛋子，要是发生了什么安全事故，他这个实验室值班人是要负责的，他也不想那样的事情发生。
他现在有些后悔没有坚持让陈辉把实验数据拷贝回去研究。
再次走进实验室，陈辉才注意到，这间实验室大约两百多平，其中一小部分摆放着桌子，是实验人员们临时办公的地方，其他地方则是被各种充满科幻气息的实验设备占据。
“这是放电等离子烧结炉，用于制备高密度纳米晶热电材料，比如硫化铋，通过脉冲电流快速烧结，减少晶粒粗化，最小功率20kw，最高温度可达2200摄氏度，最大压力通常为20t……”
见到陈辉好奇，杨驰如数家珍般的介绍起来，“这台算是中型炉，产自魔都晨华公司，两百万。”
陈辉暗暗咋舌，好家伙，这做物理实验就是在烧钱啊，跟数学研究似乎完全是两个不同的画风。
“这是水热反应釜，用于实现碘掺杂硒化铜等材料的相变调控，通过高压高温环境合成特定晶体结构……”
接下来几天时间，陈辉早出晚归，连论文的事情都放到了一边，全身心的扑到了实验数据的处理和模型建立上，期间他也旁边了几次杨驰他们实验。
大家对陈辉倒是很热情，这反倒让陈辉有些不好意思起来，已经三天时间了，他还是没有什么思路。
这三天里，他不仅在研究数据，也找来了许多相关资料进行研究，数学和物理的熟练度都分别提升了2%，但模型的事情依旧一筹莫展。
肖蒙教授团队采用的模型脱胎于debye-callaway模型，其核心思想是将声子即晶格振动量子视为气体粒子，通过统计散射事件计算热导率。
他们进行了两次修正，引入了晶界散射弛豫时间tgb，假设晶粒尺寸均匀（约为50nm），散射概率与晶界面积成正比，同时团队通过实验反演发现，高载流子浓度下电子会增强声子散射，因此加入了一个指数衰减因子。
可惜他们的修正似乎并没有起到什么效果，最终实验的结果依旧差强人意，甚至比原模型更差，可根据他们得到的实验数据，这样的修正应该是能够对实验结果有提升的。
这无疑陷入了悖论。
陈辉现在要做的，就是解开这个悖论，找到这里面被忽略的地方。
但显然，这并不是一件容易的事情。
背着书包走进实验室，陈辉脑海中依旧是实验数据在乱窜，以至于看着一位师姐搬着沉重的箱子路过后才反应过来，快步上前去帮忙。
“不用，我搬得动！”
师姐得意的说道，要不是手上还搬着一箱东西，她恐怕就要抬手跟陈辉秀肌肉了。
“你就让她自己搬吧，她擅长这个！”
另一位师姐也附和到，“这次又买的什么？”
“香蕉！”
师姐将箱子放在自己的位置上，回道。
“你这是要去摆水果摊啊？”
“上一箱橘子吃完了吗？”
“不怕，这次我买的青香蕉，等它熟了，我上一箱橘子也就吃完了。”
师姐得意的拆开纸箱，露出里面绿油油的香蕉，“要是实验做不出来，毕不了业我就去卖水果，就在学校门口，到时候大家来照顾我生意啊。”
“行，到时候我在老师群里给你宣传，就说是我的得意弟子。”
这时，一道声音在门口响起。
肖蒙不知道什么时候从门口走了进来。
“啊，那怎么好意思，谢谢老师！”
师姐丝毫不慌，甚至拿着鸡毛当令箭。
肖蒙也是哭笑不得，“给我好好做实验，要卖水果也给我拿到学位证再说，不然我打电话给城管举报你！”
“老师你也太恶毒了吧！”师姐哀嚎一声。
肖蒙不理他，叫上杨驰，两人就出了实验室。
肖蒙走后，实验室顿时响起一阵压低的哄笑声，然后纷纷对这位师姐竖起了大拇指。
陈辉也是莞尔，那么大一箱香蕉，恐怕得有二十斤，这位师姐大概是真准备开水果摊了。
“小师弟，吃橘子不？”
刚坐下，师姐就伸了个橘子过来，在实验室中的不是硕士就是博士，陈辉一个大一新生，在这里自然只能是小师弟了。
“谢谢。”
陈辉没有拒绝，看着师姐位置上还剩的大半箱橘子，他觉得自己这也是在做好事了。
“你们听说了吗？隔壁有位师弟做实验时，没戴隔热手套就伸手去取高温坩埚，真是太勇了！”
“这算什么，你师兄当年上厕所洗了手，还没干就去拔插头，现在网瘾都治好了……”
“哎呀，婷婷你这个奶茶好好喝，在哪买的？”
并不是所有人都跟陈辉一样，来到实验室就开始学习，大家一边吃着早饭，一边兴奋的聊着八卦。
“诶，小师弟，听说你已经发了一篇一区sci，你现在在做什么研究，数学发论文是不是很难？你看师姐能学数学吗？”
师姐探过头来，眨巴着大眼睛，好奇的问道，显然，对于喜欢八卦的人来说，一个新鲜的师弟绝对是最大的八卦来源。
“我目前在做的是建立“拓扑-数论”标准模型……”
陈辉回答到，却忽然皱眉，刚才似乎有一道灵光一闪而逝，如同惊雷般短暂的照亮了黑夜。
他回过头看向电脑屏幕上的数据，大脑飞速运转。
然而，这一闪而逝的灵感却怎么都抓不住，仿佛只是他的幻觉。
“到底是什么？”
“我到底忽略了什么？”
陈辉盯着面前的数据，他已经将这些数据处理成便于分析的各种图形，但不管他怎么处理，都没办法找到它们之间的内在联系。
师姐见此也没有再打扰陈辉，她也是做科研的，明白这种时刻有多么关键。
实验室中其他人也停止了聊八卦，安静下来。
(本章完)