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第290章 超导芯片

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    第290章 超导芯片 (第3/3页)

RD)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°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。

    团队迭代三次,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3.76增加到3.78,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Cooper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MBE腔内引入氧气束,压力控制在10^-6 Torr,掺杂水平0.1-0.2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Meissner效应,临界电流密度Jc达10^5 A/cm。

    “教授,根据失败样品分析,STM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5cm见方的芯片,表面闪烁着金属光泽,集成BDD屏蔽层厚度2μm。

    测试在液氮模拟下,电阻骤降到零,能够运行简单AI算法:芯片处理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,那么我们就仰望星空。

    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,有的在实验室外等结果,有的在办公室等结果:这是最后一步,如果通过,就能送上月球。

    “启动模拟!”林燃命令道。

    舱内抽真空到10^-7 Torr,温度通过辐射冷却降到100K,模拟月球辐射用质子束轰击,每平方厘米10^10粒子/秒。

    芯片连接上AI测试电路:输入一个卷积神经网络模型,处理模拟月球图像数据。

    屏幕上显示电阻保持零,计算误差率
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