AI终于不卷画画和生成视频了,这次它干了件让整个物理界既兴奋又尴尬的事:用了整整3天,把人类搁置了27年的“芯片宝藏”给挖出来了,一篇1999年的化学论文,被重新翻到桌面上。
人工智能(AI)终于不卷画画和生成视频了,这次它干了件让整个物理界既兴奋又尴尬的事:用了整整3天,把人类搁置了27年的“芯片宝藏”给挖出来了一篇1999年的化学论文,被重新翻到桌面上。
里面的材料没有换,实验数据也没有换。10月4日,Vals 人工智能(AI)公布研究结果。
项目负责人Geby Jaff让90多个Claude Opus 5.5智能体协同工作,大约3天里完成文献搜索、材料设计、结构比较和数百次量子力学计算,最后筛出两个室温磁性半导体候选物:YBaMnFeO₅和KV[Cr(CN)₆]。现代芯片越做越密,磁性存储面临一个老难题。
普通磁性材料容易读写,但周围存在磁场,元件挤得太近便可能互相影响;反铁磁材料外部磁场很弱,更适合高密度排列,可电子自旋又没有那么容易区分。研究人员真正想找的,是一种有点“两面派”的材料:从整体看,磁性能够互相抵消;从电子层面看,不同自旋却还能被区分。
如果再能在室温工作,它对未来自旋存储器就很有吸引力。人工智能(AI)先给出了一个全新的理论设计——YBaMnFeO₅。
计算预测,这种材料的带隙约为2.35电子伏特,在理想晶体下可以形成明显的自旋选择区域,磁有序温度的原始模拟值约420 K,也就是147℃左右,校准估计甚至更高。单看数字,确实漂亮。
麻烦出在制造环节。它要求锰和铁原子像黑白棋子一样整齐排列。
可计算表明,大约到950 K,这种秩序就容易被打乱,而制备类似氧化物往往又需要900℃以上的高温。一旦原子站错位置,理论上的自旋特性可能跟着消失。
后来公开的计算台账甚至把这项候选材料评价得更谨慎:它更接近“有价值的理论设计”,还谈不上能够直接制造的材料发现。真正有故事性的,是第二个候选物KV[Cr(CN)₆]。
它根本不是新东西。1999年3月24日,美国伊利诺伊大学研究人员Stephen Holmes和Gregory Girolami提交论文,同年5月25日在线发表,6月16日正式刊登。
他们已经成功制备了KV[Cr(CN)₆]·2H₂O,并测得磁有序温度达到376 K,也就是大约103℃。也就是说,人类早在27年前就知道它能够在高于室温的条件下保持磁有序。
问题在于,当年的研究目标并不是寻找当天所说的这种“补偿型自旋半导体”。科学家测的是磁性、结构和合成方法,论文完成后,这块材料也就慢慢沉进了文献库。
更有意思的是,线索后来其实又出现过。2008年,Middlemiss等研究人员用混合密度泛函方法研究普鲁士蓝类似物,已经计算过KV[Cr(CN)₆]的电子和磁性结构,还给出了自旋分辨结果。
现在回头看,那些图里已经能看到今天团队关心的特征,只是当时论文研究的是压力和磁耦合,并没有围绕“室温自旋分选半导体”继续追下去。这也让“人工智能(AI)发现27年无人知道的性质”这句话需要稍微降降温。
Vals 人工智能(AI)后来公开的计算台账承认,最初的人工智能(AI)文献搜索漏掉了这篇2008年的论文,因此缩小了自己的新颖性表述。团队如今更准确的说法是:人工智能(AI)重新识别了这种材料的潜在意义,量化了它的自旋窗口,并检查了水分、缺陷等因素可能带来的影响,而不是第一次发现它存在这种电子结构迹象。
这反而让整件事更有意思。因为人工智能(AI)并不是靠“灵光一闪”发明了材料,而是在庞大的旧论文中建立起过去没人建立的联系。
1999年的实验给出了高磁有序温度,2008年的理论计算留下了电子结构线索,2026年的人工智能(AI)把两部分重新拼到了一起。目前的计算显示,在理想干燥晶体中,KV[Cr(CN)₆]带隙大约2.1电子伏特,自旋窗口约为2.6和1.6电子伏特。
相比室温下约0.026电子伏特的热扰动,这个理论余量不算小。但这里必须把“计算”和“实验”分开。
1999年做出来的是含水粉末,不是当天电脑里假定的完美晶体,而且当年的样品还存在少量剩余磁矩。更关键的是,截至2026年10月6日,它的带隙、导电性和最受关注的自旋分选能力,都没有被实验直接测出来。
公开计算台账甚至还记录了几处人工智能(AI)自己的失误:有计算没有完全收敛,有结构优化提前停止,还有一次材料稳定性数据最初被算错,后来根据完整结果进行了修改。团队把这些问题全部留在公开记录里,而不是删掉。
