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第1590章 新材料合成法(2/2)

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但要想在短短几個月時間裡拿出成果,必定還得向其中傾注大量心血。

「算是走了點捷徑吧。」栗亞波謙遜地回答道,「半導體生產領域已經有了推廣分子束外延工藝積累的經驗,尤其是III-V族半導體晶體,像氮化硼,現在工藝已經比較成熟,甚至已經開始替代傳統沉積法了……」

常浩南走到實驗室電腦前,看著上面的工藝流程圖:

「啟發歸啟發,半導體材料的外延生長和金屬單原子層的外延生長,環境要求和物理機制差別很大……你肯定也不是照搬的。」

說到這裡,他突然覺得有些感慨。

類似的對話,當年在自己和杜義山之間發生過無數次。

而如今,身份調轉。

「這個倒是。」栗亞波點頭,走到電腦旁,熟練地打開了一項分子動力學工程文件,「所以我對襯底和生長材料的界面結合機製做了關鍵調整……主要是放棄傳統的強化學鍵連接,選擇范德華力作為主要的層間相互作用力。」

他指著屏幕上放大的原子結構模型:

「您看,這個鎘基的Cd(0001)襯底是一種嚴格的二維材料,表面沒有懸掛鍵。也就是說,它不受晶格常數必須嚴格匹配的限制。」

屏幕上,Cd(0001)晶面的原子排列清晰可見,表面光滑平整。

栗亞波繼續解釋,「所以,可以像搭積木一樣,把不同性質的材料堆垛上去,最終形成形成類似繩結的穩定結構,而每一層都仍然保持各自的性質。」

常浩南此時正在檢查工程文件裡面的計算過程,但還是很快理解了對方的思路:

「層內是強化學鍵保證材料本徵性質,層間是較弱的范德華力保證堆垛的靈活性和可分離性……你後續還準備用機械剝離法或者液相剝離法來分離單層材料?」

「沒錯!」栗亞波見老師完全理解,臉上露出笑容,「而且這種范德華力繩結的設計自由度非常高,理論上我們可以開發出無數種組合,應用在各式各樣的二維材料上。」

就在這時,實驗室的門被推開。

一名助理研究員將剛列印出來的測試報告遞了上來。

常浩南接過報告,栗亞波也湊到跟前。

甚至都不用翻頁。

第一頁上,就是報告的摘要:

·目標材料鎵鍺合金(Ga-Ge(0001))成功在Cd(0001)襯底上形成。

·薄膜呈現非平面二維形態。薄膜區域具有明顯的1x1贗晶結構特徵。

·能譜分析顯示強烈的金屬性特徵。同時檢測到薄膜內部存在一定應力,建議後續通過退火工藝優化消除。

× MTA-01設備在襯底表面檢測到了含量約15%-25%的三維納米糰簇,所幸這些團簇分布不均,主要集中於特定區域,理論上可通過後期精細切割進行有效分離。

「總體結果還算積極。」常浩南看著報告,難掩讚許,「首次嘗試就能達到這個效果,已經非常驚喜了。」

同時他也感覺到了幾分欣慰——

終於,自己的學生可以在學術界,而不是在教育界對自己造成威脅了。

栗亞波卻盯著報告中關於納米糰簇的數據,眉頭微鎖:「老師,我在模擬計算時,特意提高了反應腔的環境溫度參數,就是想抑制這種三維島狀生長,理論上不應該有這麼大的比例才對……」

常浩南聞言,立刻坐回主控電腦前,調出栗亞波設定的工藝參數和底層算法模型。、

他剛才正好看到了有關內能的部分:

「亞波,你還是稍微被半導體那邊的工藝給影響到了。」

栗亞波露出不解的表情。

「你參考的氮化硼工藝,襯底是熱解石墨,所以高溫環境才有助於提高表面吸附原子的遷移率,同時抑制成核行為,促進二維擴展。」

常浩南指著參數,解釋道:

「但我們現在的襯底是Cd(0001),反而是需要低溫條件才能形成高質量的光滑薄膜」

「!!!」

栗亞波恍然大悟,臉上露出懊惱又慶幸的神色:「我明白了……當時光想著抑制吸附原子的團聚,忘了襯底本身的性質……」

說著坐到電腦前面,開始著手修改計算參數。

「瑕不掩瑜。」常浩南給出了鼓勵的評價,「這次實驗已經取得了突破性進展,證明範德華外延在金屬二維材料製備上的巨大潛力……下一步就是研究如何將Ga-Ge(0001)進行多層堆迭,實現宏觀尺度的負折射透明材料。」

他站起身:

「這項工作,我會親自負責。」

當常浩南離開合成實驗室時,才發現窗外已是夜幕低垂。

他本打算直接回家,但轉念一想,又覺得不如趁熱打鐵,給下一階段工作起個頭。

於是,一股強烈的動力驅使他改變方向,朝著電梯間走去。

但就在電梯門打開的那一刻,上午那份耐高溫塗層報告突然閃現在了常浩南的腦海當中!

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