第七十五章 確定合成方案

　　晚飯后，許秋沒(méi)有去實(shí)驗(yàn)室，而是提前返回了寢室。

　　沒(méi)有人在寢室，任斌應(yīng)該是還沒(méi)返校，陶焱則不知道去哪里浪了。

　　難道他也去實(shí)驗(yàn)室了？今天可是周日。

　　算了，不管他。

　　許秋躺在床上，進(jìn)入模擬實(shí)驗(yàn)室，打開(kāi)系統(tǒng)界面。

　　學(xué)姐的DFT技能熟練度只有三階50%，想要進(jìn)行五階100%的推演，需要先升級(jí)。

　　“系統(tǒng)，將DFT熟練度推演至五階?！?p>　　【推演DFT至五階0%，需要50%*100+1000=1050積分。是否推演？】

　　“推演?！?p>　　【推演成功。】

　　“系統(tǒng)，花費(fèi)500積分，兌換1次五階100%DFT教學(xué)，限定聚合物分析?！?p>　　【兌換成功。】

　　虛擬影像出現(xiàn)。

　　模擬小人在使用DFT模擬軟件前，先是敲了一段神秘代碼，將生成的文件放到了軟件的根目錄下，才打開(kāi)軟件。

　　軟件界面旁邊出現(xiàn)一個(gè)新的插件，模擬小人又往里面輸入了很多參數(shù)。

　　最后，他才導(dǎo)入聚合物單個(gè)結(jié)構(gòu)單元的分子結(jié)構(gòu)，運(yùn)行軟件。

　　大約二十分鐘后，電腦得出了模擬結(jié)果，運(yùn)算過(guò)程，許秋是快進(jìn)的。

　　他發(fā)現(xiàn)了一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。

　　那就是模擬小人演示的這種聚合物大分子，和有機(jī)光伏材料采用的共軛共聚物的分子結(jié)構(gòu)差別比較大。

　　許秋有些懊惱，還是草率了啊，應(yīng)該限定的更加具體的，比如限定共軛共聚物的分析。

　　不過(guò)他沒(méi)有放棄，繼續(xù)看下去，遇到不是想要的結(jié)構(gòu)就直接快進(jìn)到下一個(gè)。

　　好在沒(méi)過(guò)多久，只刷了十幾個(gè)片段，他就得到了共軛共聚物的高階模擬計(jì)算方法。

　　他將神秘代碼和參數(shù)都記錄到了模擬實(shí)驗(yàn)室的大電腦中。

　　雖然他并不能完全理解這些代碼和參數(shù)的具體功能，但是并不妨礙他直接使用它們。

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　　許秋退出高階教學(xué)影像，回到模擬實(shí)驗(yàn)室，打算嘗試一下進(jìn)階版的DFT模擬。

　　思索片刻，他決定用經(jīng)典的PTB7-TH分子試試水。

　　他將自己的筆記本電腦也復(fù)制進(jìn)模擬實(shí)驗(yàn)室，打開(kāi)Chemdraw軟件，畫(huà)好PTB7-TH的兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元。

　　其中，D單元為BDT，A單元為TT。

　　然后將該分子結(jié)構(gòu)導(dǎo)入到大電腦中，設(shè)置好參數(shù)，開(kāi)始模擬。

　　二十多分鐘后，計(jì)算完成。

　　速度有些慢，許秋尋思著，或許可以找臺(tái)高性能的計(jì)算機(jī)，幫他做模擬計(jì)算，能秒出結(jié)果的那種最好。

　　“系統(tǒng)，可以幫我復(fù)制臺(tái)超算過(guò)來(lái)嗎？”

　　【權(quán)限不足，請(qǐng)求駁回，當(dāng)前宿主只能復(fù)制10米范圍內(nèi)的物品和技能?！?p>　　好吧，看來(lái)行不通。

　　而且，他短期內(nèi)也沒(méi)有接觸超算中心的機(jī)會(huì)，據(jù)他所知，全國(guó)有七處超算中心，但沒(méi)有一所在魔都。

　　不過(guò)，他可以退而求其次。

　　到學(xué)校里做計(jì)算物理、計(jì)算化學(xué)或是計(jì)算材料學(xué)的實(shí)驗(yàn)室，蹭一臺(tái)能夠進(jìn)行高性能運(yùn)算的服務(wù)器應(yīng)該也暫時(shí)夠用了。

　　比如，魏老師對(duì)門219辦公室的裴子材教授，就是做“無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料和介電材料的第一性原理計(jì)算”。

　　許秋選修過(guò)裴子材的《計(jì)算材料學(xué)》課程，這個(gè)老師還是比較有意思的。

　　他在上課的時(shí)候，總是會(huì)忍不住笑出來(lái)，不是很能控制自己的面部表情，也因此同學(xué)們私下稱他為“裴哈哈”。

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　　在等待計(jì)算結(jié)果的過(guò)程中，許秋也找了很多關(guān)于PTB7-TH的文獻(xiàn)，并總結(jié)了PTB7-TH的各項(xiàng)性能，主要是能級(jí)和禁帶寬度。

　　與文獻(xiàn)對(duì)照后發(fā)現(xiàn)，模擬計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)與實(shí)際上還是有一定的差距的，偏差值大約在0-0.4電子伏特左右。

　　相較于原始未改進(jìn)的版本，這個(gè)差距已經(jīng)非常小了。

　　原始的DFT模擬，因?yàn)榘汛蠓肿硬牧袭?dāng)做小分子材料進(jìn)行計(jì)算，所以測(cè)試出來(lái)能級(jí)的誤差通常在0.5電子伏特以上，而禁帶寬度的誤差甚至超過(guò)了1電子伏特。

　　要知道，合適的光伏材料，禁帶寬度也就是在1-2電子伏特之間，這誤差都接近50%了，甚至已經(jīng)不能說(shuō)是誤差了。

　　這也是學(xué)姐之前說(shuō)這種方法使用的人越來(lái)越少的原因。

　　對(duì)于改進(jìn)版本后，仍存在的小幅誤差，許秋也考慮了可能的原因：

　　一方面，像PTB7-TH這種分子，它其中的一個(gè)結(jié)構(gòu)單元，TT，不是軸對(duì)稱的，因此它在大分子中的排布規(guī)律不確定。

　　假如所有的TT單元都朝著一個(gè)方向排布，那么得到的大分子材料的結(jié)晶性能就較強(qiáng)，禁帶寬度也較小，性能通常也比較好。

　　反之，如果是胡亂排列，材料的性能則較差。

　　另一方面，他學(xué)過(guò)《有機(jī)化學(xué)》，知道合成反應(yīng)都是存在副反應(yīng)的。

　　理想情況下，你想讓小分子單元手拉手連成一條直線，形成一條直直的大分子鏈。

　　但實(shí)際情況可能是有的人手拉著別人的腳，有的人頭發(fā)被別人扯住了，還有人斷了胳膊斷了腿。

　　雖然上述情況發(fā)生的可能性很小，或許只有1%-5%。

　　但對(duì)于數(shù)十?dāng)?shù)百個(gè)這樣的人，總會(huì)出現(xiàn)各種意外，導(dǎo)致最終得到的材料并不是理想中的材料，而存在缺陷。

　　因此，理論得到的結(jié)果終究還是需要用實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)。

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　　許秋用軟件畫(huà)出他構(gòu)想中的分子結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行進(jìn)階DFT模擬計(jì)算。

　　A單元他選擇了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的苯并噻二唑BT單元，D單元?jiǎng)t選擇了噻吩，從一個(gè)噻吩到四個(gè)相連的噻吩，分別為T、2T、3T、4T。

　　模擬計(jì)算需要一個(gè)半小時(shí)的時(shí)間，他開(kāi)啟了2倍時(shí)間加速。

　　在這段時(shí)間內(nèi)，因?yàn)椴荒茈x開(kāi)模擬實(shí)驗(yàn)室，他索性在里面做起了組會(huì)PPT。

　　上周學(xué)姐考慮到他第一次參加組會(huì)，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，才替他把他的工作講了，這周他就要自己上場(chǎng)了。

　　先是這周的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，包括器件性能的重復(fù)性測(cè)試、穩(wěn)定性測(cè)試。

　　然后是他設(shè)計(jì)的分子的合成路線。

　　看似他設(shè)計(jì)了四個(gè)分子，但實(shí)際上是四類分子，因?yàn)楹铣芍械淖兓貏e多。

　　比如可以改變支鏈的大小、種類、位置、數(shù)量，可以選擇是否引入雜原子，可以改變雜原子的位置、數(shù)量等等。

　　當(dāng)他完成組會(huì)PPT后，模擬結(jié)果也全部出來(lái)了。

　　從能級(jí)結(jié)構(gòu)和禁帶寬度上來(lái)看，四類分子都是比較合適的光伏材料。

　　不過(guò)，也只是理論上的。