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第一千二百四十九章 动量间隙与计算材料学（第1页）
“又失败了。”
实验室，站在一台近场光学显微镜面前，盯着面前的测试数据看了一会后，徐川轻叹了口气，将圆偏振探测脉冲激发电子设备中的实验样品扔进了垃圾桶中。
不得不说，制备一份完美无瑕的光子时空晶体并不是那么容易的事情。
即便是理论方面的难题他早就已经解决了，通过凝聚态物理领域建立的强关联电子框架体系结合时间反射与电流多模激射结构理论上来说可以制备出最完整的光子时空晶体材料。
但实际上理论是理论，要将其转变成实验室中的操作却是难上加难。
尽管理论上来说通过精确控制两束不同颜色光，如一束红色激光和一束蓝色激光的偏振态、空间模式和相对相位，让它们的电场矢量在时空演变中形成复杂的、打结的拓扑纹理，并周期性重复可以构建出规范的时空晶体间隙。
这种方法的优势在于拓扑性质可调，可以实现高维信息编码和新型光与物质相互作用。
但它的缺陷也很明显，首先是高速时间调制的实现难度极大。
尤其在光学波段，需要皮秒甚至飞秒级的调制速度，对驱动源和调制器本身都是极大考验。
其次是时空间隙的自组装与外场诱导难度同样极高，一旦有一个间隙错乱，那么整块材料基本上会全部报废掉。
要知道制备这种光子时空晶体使用的基地材料可是定制的超高纯净度的蓝宝石片。
一块小拇指指甲大小的蓝宝石基底定制价格就高达大几十万，更别提在实验过程中需要使用到的各种高精尖端设备了。
毫不夸张的说，每一次的制备实验，不管成功与否都要耗费数百万的资金。
而这近一个月的时间下来，其他人不说，光是他自己就进行了超过十五场的实验，光是经费就用掉了差不多四千万。
而除了他以外，晶体结构实验室中也还有其他的科研人员同样在进行类似的实验。一个月下来消耗掉的经费超过了五个亿。
如此夸张的投入，而且还是在单一的光子时空晶体的研发制备上，国内能够支撑起来的恐怕也就星海研究院了。
像宁德时代投资2027年全年对锂空气电池实验室的科研资金投入是102亿，平均下来一个月就是8.5亿，听上去要超过了光子时空晶体材料的研究。
但实际上那102亿是拆分到了众多不同的项目上的。
比如研究锂空气电池正极界面反应机制，开发无碳自支撑材料（如单晶介孔Nio纳米片、tio?@Fe?o?），优化电极性能。
或者是开发基于固态复合电解质的锂空气电池，实现室温下四电子反应机制等等。
一个锂空气电池实验室，涉及到的锂空气电池研究项目多达上百个。
平均下来每一个项目一年的研发资金也就一个亿左右而已，一个月仅有850万左右，还不到一千万。
和光子时空晶体材料的制备实验一个月直接消耗掉五个亿远远没法相比。
......
摘掉了穿戴着的实验手套，徐川走到了实验室的另一边，看向了晶体结构实验室的负责人，前些年从中山大学那边挖过来的童圣福教授，开口问道。
“童教授，你这边的情况如何了？”
目前晶体结构实验室对光子时空晶体的研究制备主要走两个方向，一个是他自己负责的以高纯净度蓝宝石作为基地进行双色光场编织拓扑纹理到超表面动态调控的方案。
另一个则是童圣福教授带领的团队采用电子束光刻、离子刻蚀等微纳加工技术制作纳米天线阵列的超表面加工路线。
现在他这条路差不多走到了尽头，动态调控的方案虽然的确可以做到对光子时空间隙的调控，但精细度远远达不到要求。
实验室中，正盯着目前电脑屏幕上的实验数据皱着眉头思索着什么的童圣福教授摇了摇头，开口回道。
“情况并不是很乐观，无论是电子束光刻还是离子刻蚀这些加工技术的精度都不够。”
“我看过两条路线最近这一周的实验研究数据，超表面加工路线的精度还比不上您尝试动态调控方案。目前能制备出来的光子时空晶体结构仅仅是个位数纳米级别的，远达不到要求。”
说到这，童圣福教授转过身来，看向徐川，皱着眉头开口道：“如果想要尝试在光刻加工的这条路上提升精度，或许我们应该尝试一下光刻机的线路。”
“虽然光刻机的精度远比不上电子束直写的超高精度，但它的稳定性和可控性更好，也更适合大规模的批量化生产。”
闻言，徐川轻轻的摇了摇头，开口道：“光刻机虽然能够做到纳米级的超精细加工，但它和时空晶体结构间隙的处理不是同一条路线。”
“而且使用光刻机对时空光子晶体的结构进行加工的话，你还需要研究出来超洁净化学试剂、光掩膜版、蚀刻液等材料。难度不会比现有的离子刻蚀加工技术低。”
说到这，徐川停下来思索了一下，接着道：“不过这或许可以尝试一下，我这边让人去魔都微电子那边购买几台14纳米的光刻机过来。”
“到时候这条路线由你带人尝试一下。”
童圣福教授点点头，道：“可以，那您呢？”
徐川想了想，开口道：“我准备从计算材料学的路线上再尝试一下，看看是否能够找到一些其他的线索。”
“我有预感，现有基于光子晶体材料的加工路线和方案放到深入延展的光子时空晶体结构上是行不通的。”
“时间反射需要周期性的结构变化，可以让它们在时间维度上表现出周期性的变化，而不是在空间上。”
“最为关键的是这种周期性变化是自发的，即它们可以在没有外部能量输入的情况下持续进行。”
“这和光子晶体的光子带隙结构产生的能带效应完全不同。”
听到这话，童圣福教授也叹了口气，开口说道：“没办法，我们只能在现有的路径上一点点的往前摸索前进。”
“光子时空晶体虽然与光子晶体材料完全不同，但好歹也是从后者身上衍生出来的，沿着光子晶体的制备路线往前摸索总比随便找个方向抓瞎更合适。”
说到这，他停顿了片刻，抬头看向徐川，感慨着说道：“不过将时间反射这种具有时间平移对称性破缺特性，只有在广阔的宇宙中才能借助空间达到效果的理论集成到原子级别的结构上这种想法，怕也是前无古人后无来者了。”
“如果真能够做到的话，这将给材料的研发开辟出一条全新的道路！”
徐川笑了笑，道：“其实这就是对现有的材料维度进行操控，我们生活在三维宇宙中，材料也就有长宽高三个维度。而现有的材料结构基本都是对它们进行操控，我只不过是尝试性的将时间这个维度映入三维结构中来而已。”
“简单的来说就是将三维晶体的概念拓展到四维时空中，让物质在时间的维度上也周期性排列。并没有你想的那么复杂。”
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