我心如伊分享 http://blog.sciencenet.cn/u/张志东 在一个浮躁的社会和纷杂的年代,在心灵深处保持一片宁静的时空。

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半日之师,终生受益记Peter de Chatel教授 精选

已有 8998 次阅读 2011-12-24 10:01 |个人分类:师友|系统分类:科研笔记|关键词:教授,Peter| 教授, Peter

       Peter de Châtel教授是计算材料学、磁学和磁性材料界的国际著名学者。1966美国Illinois大学Urbana分校获得硕士学位1968年匈牙利Eötvös 大学获得博士学位。1980年为荷兰阿姆斯特丹大学教授。先后担任比利时Catholic University of Leuven、澳大利亚Monash University、美国New Mexico State University、美国University of Michigan等大学访问教授。他还长期担任荷兰Elsevier Science B.V.出版社负责物理学科刊物的高级出版编辑职务。de Châtel教授在固体的晶格缺陷、无序合金的电子结构、合金和化合物的结合力、磁性氧化物、磁性的能带理论、自旋波动、永磁材料及磁性各向异性、磁性纳米颗粒和磁流体、超导电性和涡旋态等理论和实验的研究方面取得一系列创新成果,在Phys. Rev. B等国际刊物发表70余篇高质量的研究论文。特别是有关合金和化合物的结合力的半经验模型、过渡金属化合物的形成焓的两篇文章是材料计算学方面的经典之作,SCI单篇引用分别达到919709次。de Châtel教授具有很强的物理基础和丰富的教学经验,先后在十余所大学讲授电磁学、现代物理、量子力学、固体物理、玻璃和非晶、合金和化合物的结合力和结构、磁性和磁性材料、超导等课程。

       de Châtel教授与庄育智先生是阿姆斯特丹大学与中国几所研究所和大学之间的中荷科技合作计划的创始人。他们于1981年在日本召开的国际会议上确定了阿姆斯特丹大学和金属所的合作关系。通过合作计划阿姆斯特丹大学为金属所合作培养了10余名博士,我也是这个合作计划合作培养的博士。de Châtel教授自1982年先后多次访问金属所,给学生做学术报告、系列讲座和《磁性材料中的磁性》、《凝聚态物质中的磁性》等课程,SYNL磁性材料与磁学研究部的发展做出了杰出的贡献。获得金属研究所颁发的李薰研究奖。

       Peter是我的老朋友。Peter风趣幽默见多识广常常于细微之处闪现出睿智的火花。我从与Peter的合作和交往中收益匪浅,学会了如何做理论研究工作以及如何做一个科学家。下面我回顾一下我终生难忘的与Peter的第一次亲密接触。

     由于我1987-1988年在阿姆斯特丹大学合作培养期间主要是做实验研究工作,所以这期间Peter没有正式地打过交道。对我来讲,与Peter的相识是一生之中最重要的时刻之一。这个重要时刻发生在1992年我短期访问阿姆斯特丹大学期间。当时,我的兴趣是用分子场理论研究双亚点阵系统的自旋的排列组态和磁化过程。我在前期工作的基础上,根据赵志刚、de Châtel教授等人推导出来的双亚点阵系统在磁场下发生组态变化的临界磁场条件,向零磁场外推,得到了在无磁场条件下这个系统的自旋组态的相图。由于这个系统的参量有三个:两个点阵的各向异性常数、两个点阵之间的相互作用常数。我画了一些参数条件下零磁场的自旋组态相图,很快就写成了一篇论文。当我拿着论文与de Boer教授讨论时,他建议我去和Peter de Châtel教授讨论。这个建议导致了我终生难忘的一幕。

    在看完我的论文后,Peter先逐个地向我了解论文后面引用的文献。在了解到其中有几篇发表在不常见的东欧刊物上的论文是我从其它论文中转引的之后,他亲自领着我下到图书馆查找到这几篇文献,看完文献后确认与本文主题无关,可以不引用。然后,Peter就坐下来,开始推导我获得的相图的条件。他完全是用另外一个方案,从问题的源头出发进行计算。首先写下双亚点阵系统自由能的表达式,包括两个点阵的各向异性能和相互作用能。然后对能量求第一阶导数求极值条件,求第二阶导数判断极大或极小,从而也获得了零磁场自旋组态的相图。他的结果与我获得的结果一致。我非常满意,以为这个工作到此为止可以圆满地结束了。接下去发生的事情完全出乎我的意料。Peter没有就此罢手,他继续尝试求解两个点阵的磁矩的夹角随各向异性常数和相互作用常数的变化。由于存在三个变量,比较复杂,他采取约化变量的方法,将一个点阵的各向异性常数和相互作用常数除以另外一个点阵的各向异性常数,获得两个约化变量xy。将问题简化为含有这两个约化变量以及两个角度(,一个点阵的磁矩与晶体c轴的夹角)的方程组。下面的问题就是,固定约化变量xy不变,从方程组求解出两个角度。按照我当时的能力,我是从来都不敢想能够求解出这个方程组的。因为这是含有sinsin2(+)的方程组。剩下的几十分钟,我就默默地坐在Peter身边,看他不断地在纸上推导,利用三角公式,开方,。。。折腾来,折腾去,就这么来回折腾,终于得到了两个点阵磁矩间的夹角的解析表达式,结果是相当地简单和优雅!这样,改变约化变量xy可以画出一个美丽的立体的磁矩间夹角与两个约化变量(表示各向异性和相互作用)的变化关系的相图。然后,Peter将论文整个重写。

    所有的这一切均发生在一个下午。Peter不但向我演示了一些理论计算的技巧,还使我明白了许多道理:1)同一个结果可以用不同的途径获得以及表述,最好是从源头做起,从而显示出正统的训练和优雅品格。2)引用文献要亲自阅读,不能人云亦云,要对文献做到心中有数。3)可以通过约化变量的方法将复杂问题简化。。。。最关键的是,从这一刻起,我明白了一个道理:大自然的解是美丽的,它是自然而然地存在在那里的,静静地等待能够发现它的人来发现它。无论问题是多么的复杂,只要你坚持不懈地努力,不断地提高自己的技能,总有一天你能够成功地揭示大自然的奥秘!

    可以说,Peter是我没有正式拜师的恩师。一个下午特殊经历深深地影响了我后来的科研价值取向和发展方向。半日之师,终生受益。

1990年代中期Peter de Châtel教授给金属所的学生上课

1990年代中期Peter de Châtel教授与金属所的学生讨论问题

 

附件为那篇论文的抽印本, 求解的方程组为论文中(3.2)和(3.3), 获得的解是(3.12), 自旋相图以及两个点阵自旋夹角的变化分别见论文中图1和2.

ZDZhang95.pdf



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