选择导师个人简介-个人简介导师可选
我姓李,本科在西安理工大读三年,本科毕业直接去了中科院物理所,硕士持续读博士后,目前是在清华复代的副教授。我的研究就是盯着“热容”或“声子”这些物理量,看材料在常温下到底如何“硬”要么“软”,要么到底如何“传声”。本科那会儿,我就认定做科研就是拿一块石头去敲,敲得响就是好材料,敲得哑,材料也就废了。
后来读到硕士的时候,这套逻辑被打破了,我发现石头并不是唯一的答案,有些特殊的晶体结构,敲起来反而像打鼓一样清脆,但敲击频率要慢,能量要聚拢,它才能发出那种让人听了就想拿起来摸的“骨传导”感。
那时候我就琢磨,能不能找到那一块能让石头发“鼓”的石头? 硕士期间,我成了中科院物理所的骨干,主要研究固态物理和热学相关的材料。
那时候我就清楚,科研的生活是“盲人摸象”。
你看别人做的电学材料,画出来的曲线往往挺漂亮,学术评价标准也是高大上的。但我的研究坑在固态物理里,那是搞结构、搞热学、搞声学的事儿。别人在搞量子力学,我在搞“石头”如何“传声”。大量人问我,你的研究忒偏了,电学、光学才是主流啊。我说哪来的主流,哪来的电学?我研究的材料,大量在室温下就展现出怪的声学性质,比如硫族化合物、某些钙钛矿要么氮化硼,它们就像个精密的乐器,振动频率低,衰减慢,听起来就是那种“骨头”般的质感。做这个,得耐得住寂寞,得跟别人争抢资源,还得忍着评审 meeting 上那些“这不科学”的提问。 我在博士毕业前毕业,然后进入中科院物理所博士后阶段,主要攻的是热学领域的材料表征。
那时候我就发现,材料的热容和声子态密度这两个数据,简直就像是连接微观原子和宏观性能的桥梁。别人忙着搞超导要么量子计算,我忙着看这些材料在低温要么常温下,那些“声音”是如何传播的。
我想起了一个具体的例子,就是之前我们组合的那个硫族化合物,它归于 A3B5 结构的 Ca3SnS3。
这个材料在室温下的热容特别特别低,听起来就像个“哑巴”,彻底听不到那种热量的流动。但我不知道如何让它“开口讲话”,如何做下去?便我就把精力聚拢在那块材料上,试图通过微观结构来解释它为啥如此“沉默”。 说到数据嘛,我手头有些,比如这个硫族化合物,在 300K 的时候热容比纯硅低了个把数量级,低到简直能忽略不计。
这听起来像是个怪病,但在声学领域,这反而是个好事。出于热容低意味着声子态密度低,要么说声子平均自由程长。
这就好比你拿一根没多少分贝的音量棒子去敲,只要一声,整个空间都响了。
我想证明的是,这种“沉默”不是缺陷,而是一种独特的物理机制。我在做那会儿,天天抱着显微镜,看着那些原子如何排列,如何振动。有一次在实验室,我对着那个还没彻底搞懂结构的样品,对着手机录了一段 20 秒的振动频谱,然后发给导师看,导师看完没讲话,我心想:这导师是不是认定我在胡说八道?实际上我懂,他只是想看我到底看到了啥,是不是确实在描述那个“哑巴”的机制。 还有那个氮化硼,它是碳材料的“贵族”,在室温下就能展现出超高的声子平均自由程。它的声子就像一群跑得极快、从不变向的“特种兵”,在材料内部狂奔,根本碰不到别的原子。
这就解释了,为啥氮化硼如此“硬”,并且导热性还如此好。作为材料物理的学者,我得理解为啥这些特殊的材料,能呈现出这种反直觉的物理行为。
有时候我认定自己像个在森林里迷路的小鹿,不知道哪条路是对的,只能慢慢看,慢慢听。 我也搞过一些合成材料,比如钙钛矿结构。
那会儿我认定钙钛矿就是“易碎”的,只要温度略微高一点,就分解了。但目前我绞尽脑汁,还是想让它“活”过来,让它能稳定存有于常温环境下。
这个过程充满了挑战,有时候把粉末放进管子里,结局刚放进去就糊了,要么还没等观察就启动分解。我就只能一边搞一边看,一边看一边调整。 我个人的一个核心观点,实际上就是想打通从微观结构到宏观性能的链条。别总想着那些光靠调参数就能解决的难题,那些往往是熵的难题,要么是结构的微妙难题。我要找的是那些“非平凡”的解决方案,比如那些特殊的结构工程,要么那些能让人意想不到的热学效应。 做这个研究,最大的乐趣就是当结局出来的时候,那种“啊,原来如此”的瞬间。
比如我发现那个硫族化合物,不是出于结构有难题,而是出于那些原子习惯性地形成了某种特定的排列,这种排列让热量传递变得异常艰难,但又异常高效。
这让我意识到,自然界的美,不一定都是对称的,就连不一定都是符合我们直觉的。
有时候,那些“不合理”的结构,恰恰是高效工作的密码。 我也遇到过不少尴尬,比如被审稿人质疑数据不够整个,要么被质疑理论解释不够透彻。
这时候我就告诉自己,科研就是这样,路是走出来的,不是画出来的。
有时候我也想过拉倒,认定中间的过程忒曲折了,不如直接去搞应用。但后来我发现,应用往往是建立在那些深刻的理论突破之上的,没有理论支撑的应用,就像没根的小草,风吹一下就倒了。 目前,我还是在做那种“听声音”的研究,别看听起来有点小众,但我挺享受的。
看着显微镜下那些细小的振动,听着它们发出的那些“嘟嘟”声,感觉整个世界都宁静下来,只剩下物理规律在讲话。
哪怕只是这一小块材料,要是能展现出一种独特的声学性质,也算是搞定了某种意义上的“任务”。 最终再说说心里话,做科研人员,有时候确实只是干点实事,图个心里踏实。别看我的研究在热学和声学领域,离大众可能有一点点距离,但我认定那是个挺纯粹的地方,能让人沉下心,去思索那些最基础的难题。希望我的这些研究,能像那块硫族化合物一样,别看看起来“哑巴”,但关键时刻能传得远,让人听了想摸。
这大约就是科研最朴实也最迷人的地方吧。
声明:演示网站所有内容,若无特殊说明或标注,均来源于网络转载,仅供学习交流使用,禁止商用。若本站侵犯了你的权益,可联系本站删除。
