近日，“智行一線·青創(chuàng)報國”實踐隊在山東大學(xué)中心校區(qū)圓滿完成暑期科研實踐。這支由青年學(xué)子組成的團隊聚焦新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展需求，運用固體物理與量子力學(xué)理論，成功在二維鐵電材料關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)中取得突破，通過Python完成了晶格參數(shù)及核心技術(shù)指標(biāo)的精準(zhǔn)測算，為該領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。
 

本次實踐以“理論指導(dǎo)實踐，科創(chuàng)服務(wù)國家”為宗旨，瞄準(zhǔn)二維鐵電材料這一前沿領(lǐng)域。作為信息存儲、柔性電子等產(chǎn)業(yè)的核心材料，二維鐵電材料的微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控與性能優(yōu)化一直是國際科研熱點，而晶格參數(shù)的精準(zhǔn)測定更是突破其應(yīng)用瓶頸的關(guān)鍵。實踐隊依托山東大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的實驗平臺，將課堂上學(xué)到的固體物理晶格理論、量子力學(xué)原子軌道模型等知識轉(zhuǎn)化為實驗方案，系統(tǒng)開展材料原子分子設(shè)計實驗。

實踐過程中，隊員們面臨多重挑戰(zhàn)。二維材料的原子尺度特性要求實驗數(shù)據(jù)精度極高，僅通過傳統(tǒng)儀器觀測難以滿足需求。團隊創(chuàng)新性地將理論計算與編程工具結(jié)合：先基于量子力學(xué)原理構(gòu)建原子間相互作用模型，模擬材料微觀結(jié)構(gòu)；再利用Python編寫數(shù)據(jù)處理算法，對X射線衍射圖譜、原子力顯微鏡圖像等實驗數(shù)據(jù)進行深度解析，最終成功提取出晶格常數(shù)、極化強度等關(guān)鍵指標(biāo)，誤差控制在0.1%以內(nèi)，達到行業(yè)先進水平。
 

“從公式推導(dǎo)到代碼調(diào)試，每一步都像在微觀世界里‘搭積木’。”實踐隊員胡若菡分享道，“當(dāng)屏幕上彈出與理論預(yù)測吻合的晶格參數(shù)時，我們真切感受到基礎(chǔ)學(xué)科的力量。”據(jù)團隊指導(dǎo)老師介紹，此次測算方法不僅效率比傳統(tǒng)手段提升3倍，更首次實現(xiàn)了對二維鐵電材料在不同溫度下的晶格動態(tài)變化監(jiān)測，為材料穩(wěn)定性優(yōu)化提供了全新依據(jù)。

此次實踐成果已為相關(guān)校企合作項目提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。“青年一代扎根科研一線，就是對‘科創(chuàng)報國’最生動的詮釋。”實踐隊負(fù)責(zé)人表示，團隊將繼續(xù)深化研究，推動成果向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)化。這群平均年齡不到22歲的青年，用扎實的理論功底和創(chuàng)新實踐，在新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的賽道上書寫了青春答卷，展現(xiàn)了新時代青年勇攀科技高峰的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。

圖丨胡若菡

文丨胡若菡