Re: [問題] 人類有能力用電腦模擬找出新材料來嗎

[dhtsai (tsai dzeng-han)]

就頻帶結構而言
可以從模擬對比ARPES結果
發現新的現象
例如熱電材料Li(0.2)Cu(0.8)RhO 的Z軸頻帶結構
原本在模擬上有一個很漂亮的Sin形狀的頻帶,分布在半個布里淵區內
但在ARPES量測上,發現在鄰近兩個布里淵區
其中一個跟模擬相符,另一個的Sin分布腰寬多一倍

至於為何相鄰兩個不里淵區的差異那麼大,目前不知道
FWHM加寬一倍的機制搞清楚之後,如果可以把對應機制實現在超快晶體
那麼就能把超快光頻FWHM分布加寬一倍,時間脈衝縮短一倍

除了時間脈衝壓縮一倍,對比目前埃秒HHG光頻梳技術成本高,
直接從晶體來壓縮脈衝,效率會更高
更重要是在鄰近兩個布里淵區,也就是會有兩個輸出方向

目前超快是在一個脈衝輸出分成兩道,分別是pump及probe,
probe是把光打到由滑軌組成的delay line
這個滑軌會有些微抖動及震動
目前超快數據是分析這道probe打到樣品後的強度,在pump打到樣品前後的變化
probe的變化除了衰退曲線對應材料軌域半穩態半衰期外,振動頻率也有意義
但跟delay line的震動攪在一起,震動部分通常很難認定由樣品而來

若在鄰近兩個布里淵區有兩種差異很大FWHM的現象,重複實現在超快晶體
就有可能在兩個方向射出兩種脈衝時間腰寬
不需要delay line就能實現pump probe兩種時間腰寬
量到的時間震動,直接就能確定來自樣本


另一點是
除了跟理論相符:很漂亮的Sin,也發現一個理論上沒算到,很漂亮的cos
且Sin跟cos兩個很清楚不模糊頻帶,交會點沒有分叉
這跟簡併微擾會分叉的理論不一樣,
至於什麼機制會讓簡併態分叉,什麼機制讓簡併態不分叉
這又是另一個題目

且這個很漂亮的cos在鄰近不里淵區沒看到,連一點點模糊影像都沒有
固態理論在講的不同不里淵區會一直重複相同頻帶,但實際沒發生
又是另一個題目

以上每一個題目,都可以是一篇博士論文級的題目


另一個題目是hubbard model
不同的厚度會影響帶寬,讓導體跟非導體之間轉換
這個模擬很有趣,有的先進材料課程會教這段
自己設計晶體參數,放給程式去跑頻帶


※ 引述《meblessme (地球太可怕我要回火星)》之銘言：
: 請問現在人類是不是已經搞懂元素性質與元素結構的關係甚至方程式了呢？
: 能不能用電腦模擬夸克與電子在不同環境下會形成什麼不同的元素或化合物
: 模擬元素面對各種環境下的變化與性質乃至於數值
: 模擬不同元素間在不同壓力溫度下會形成什麼化合物
: 以及化合物的各種性質數值呢？
: 畢竟只要能做到的這個應該相對會容易找出各種新材料了吧！?

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※ 編輯: dhtsai (122.121.43.33 臺灣), 02/13/2022 15:29:45
→ meblessme: 推 雖然滿高深的
→ wohtp: 兩個BZ差這麼多，不是先懷疑晶體結構有錯嗎？
→ dhtsai: 模擬那條bqnd都有出現,FWHM差一倍;多的那條,模擬沒出現
→ dhtsai: 這種單晶都長很小,猜測是表面現象;就是怪現象有研究價值
→ dhtsai: 繞射看到的結溝對稱還蠻漂亮
→ dhtsai: 沒什麼高深,有量子力學跟固態基礎,當面講一小時就很清楚