第371章 超导晶片 鸦的碎碎念
76;c,清洁表面;然后控制铁源和硒源的蒸发速率,铁原子束强度为01单层/分钟,硒过量以确保化学计量比。
生长过程中,吴工偶尔纠正参数:「注意衬底温度,过高会导致晶格失配,降低电子-声子耦合,目标厚度是约05n的单原子层。」
在第一个样品生长完成后,他们用x射线衍射(xrd)检查晶体结构:峰值显示良好外延,但电阻测试在液氮浴(77k)中,超导转变温度tc只有50k,远低于预期。
第二个月:「我觉得应该是硒空位缺陷导致的费米面重构不完整,吴工,尝试一下增加后退火步骤,在真空下加热到400&176;c,促进界面电荷转移。」林燃提醒道「我觉得界面效应会是关键,srtio3的极性层会诱导二维电子气,提升tc。」
这和2014年nature的一篇文献有关,在那篇文献里有提到,fese/srtio3系统可以利用界面效应将tc从8k推到100k以上。
团队叠代三次,调整硒/铁比从6:1到8:1,终于在第四个样品上看到进步:xrd显示锐利峰,表明完美晶格匹配。
第三个月,才开始初见曙光,使用高压氧掺杂,fese薄膜的晶格扭曲,a轴参数从376增加到378,电子-声子耦合增强。
在模拟观测中,显示tc能达105k。
林燃说:「我知道大家很高兴,但这还不够,我们需要继续优化。
因为月球南极的辐射环境会干扰oper对,但低温能抑制热噪声。
我们需要集成辐射屏蔽层,用硼掺杂金刚石作为缓冲,bdd的tc虽只有11k,但其宽带隙能阻挡宇宙射线。」
他们开始掺杂实验:在be腔内引入氧气束,压力控制在10-6 torr,掺杂水平01-02原子。
测试使用四探针法测量电阻-温度曲线:在氦气制冷机下,从300k降温,电阻在110k附近骤降到零,磁化率测试确认issner效应,临界电流密度jc达105 a/。
「教授,根据失败样品分析,st显示氧团簇导致相分离。」吴工说。
林燃思考片刻后说道:「调整氧束能量可行吗?」
他们调整氧束能量从5ev到3ev来对均匀性进行优化调整。
第四个月,团队终于做出第二个样品:一个5见方的晶片,表面闪烁着金属光泽,集成bdd屏蔽层厚度2μ。
测试在液氮模拟下,电阻骤降到零,能够运行简单ai算法:晶片处理100x100矩阵乘法,效率比硅基高500,且无热积累。
整个团队空前振奋,因为至少到了这里,这条路是可行的。
从路径的层面,这是能够超过硅基的材料。
在地球上,我们没有办法在短期内超过英伟达,那幺我们就仰望星空。
在团队士气为之一振的时候,林燃提醒道:「这只是地球测试,月球的微重力会影响薄膜应力,我们需模拟真空脱气。」
第六个月,团队在真空模拟舱里进行最终验证。
实验人员戴上手套,动作小心地将样品放入测试架。
所有成员都屏气凝神,
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