這項技術由貝爾實驗室的卓以和和約翰·亞瑟在1960年代末至1970年代初完善。
(卓以和,阿美莉卡華裔物理學家,MBE之父)
1971年正是這項技術從實驗室走向應用的爆發前夜。
它允許你在真空中,把原子一層一層地鋪上去。
沒有MBE,就沒有後來的人造微結構,就沒有現代的高速電晶體,沒有雷射二極體,也沒有量子級聯雷射器。
MBE技術催生了諸多全新半導體器件,它是現代半導體技術的根基。
另外就是計算材料學的逐漸成熟,60年代就有的定理,一直到今天,隨著計算機算力的增加,計算材料和密度泛函理論開始廣泛應用,從第一性原理出發的逆向設計變得可能。
這直接導致了後來Obama政府時期的材料基因組計劃。
簡單來說,構成工程材料的眾多重要階段、缺陷和過程,構成了材料科學的基因組。
希望能夠節約材料領域的研發時間,提高研發效率。
類似我發現阿爾法元素有什麼效果,那麼未來我想要實現這一效果,就試著往材料中增加阿爾法元素。
貝塔元素有什麼副作用,那麼我就要儘可能的避免。
這裡的元素又可以叫做基因。
只是阿美莉卡材料學會主導的這一計劃,進展不太順利,一方面是因為白宮高官的變動,2016年上任的總統顯然不想在前人的構想上繼續投入。
但一直到2018年,NASA都還在默默努力,推動這一計劃,他們把這個叫做《2040願景:材料體系多尺度模擬模擬與整合路徑》。
既然全阿美莉卡的材料基因圖譜做不到,那我NASA單獨出來搞一個NASA材料基因體系總行吧?
NASA希望能夠針對材料基因計算做有效分解,以及設計具體的行動路徑。
他們希望能基於過去10年所發展起來的高速計算方法、新材料表徵測試技術以及近期發展的整合計算材料工程,從體系和基礎設施2個方面著手,打通材料到製造體系全鏈條模型和計算技術。
建立產品定義材料的新正規化,我先想明白我要什麼樣的航天器,需要什麼樣的材料,我再去從我的基因體系中具體設計我的材料。
而不是先煉丹,不管這丹有沒有用,我總之先開煉。
透過模型引導材料設計,包括複合基體、晶粒尺寸、編織結構。
依靠多尺度模擬計算預測材料設計對產品機械效能和可靠性的影響,最佳化工藝模型以獲得微結構、奈米結構工藝設計等先進製造工藝引數。
以及採用材料大資料處理以完成材料魯棒性設計。
總之後來NASA又做了嘗試,而且一直在推進這一計劃。
(這是NASA2040願景和2020現實情況的區別。)
但對林燃而言,他的劣勢在於計算能力,現在的計算機和未來的計算機壓根比不了。
現在的計算材料方法和未來的方法同樣不能同日而語。
他的優勢在於,現在的NASA和未來2018年只能蜷縮在自己小小範圍內默默推動材料基因的NASA同樣不能同日而語,前者的權柄可要比後者大得多。
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