有为集团承诺的超算资源当天就到位了,陈辉登陆到服务器上就可以使用。
又过了两天,舒尔茨也将模型程序代码发给了陈辉,还给陈辉带来了一个好消息,舒尔茨已经跟微软和马普研究所的化学研究院达成合作,共同进行新型超导材料的研究。
双方通过邮件交流了一番后,便各自开始了自己的模型训练。
鄂维南院士带领团队夜以继日的花费了三天时间审查了一遍舒尔茨的代码后,陈辉才将模型和训练数据放到超算阿塔斯上开始训练。
结合前期从肖蒙教授实验室采集到的数据,还有鄂维南院士凭借自己人脉,从其他实验室拿到的一些开放数据,经过筛选和确认后,留下总共接近一个t的关于半导体研究的训练数据。
一切都走上正轨,物理学院三楼的实验室也开始忙碌起来。
蔻依和李泽翰两人也融入到鄂维南院士的团队中,全身心的投入到了课题研究之中。
反倒是陈辉,陡然清闲了下来,只有偶尔鄂维南院士对模型有些什么疑问,或者是训练中遇到了什么问题,才会来跟陈辉讨论一番。
陈辉也终于有时间继续质量间隙问题的研究。
科研无岁月,
转眼就是半个月的时间过去,
这些天陈辉除了每周上两次课,偶尔与鄂维南院士讨论讨论,其他时间都在继续质量间隙问题的证明推演,现在他已经能够隐约看到那颗明珠闪烁的光芒了,他知道距离他摘下那颗明珠,已经越来越近了。
停笔,看向窗外,
陈辉心念一动,唤出面板,
【宿主:陈辉
语文2级(23)
数学4级(18)
英语3级(51)
物理4级(3)
化学2级(37)
生物2级(0)
体育2级(0)
地理2级(0)
历史2级(0)
政治3级(11)】
让陈辉惊喜的是,这些天研究材料学也看了不少化学相关的论文,化学熟练度飞速提升,已经来到了37。
以他现在的基础属性,提升2级的学科熟练度已经非常迅速了。
这些天数学和物理的熟练度在稳步提升,语文和英语也都有不小的进步,研读论文时免不了接触语文和英语,这也正常。
倒是政治,再次让陈辉哭笑不得,它竟然悄无声息的升到了三级,他明明什么都没有做啊?!
看了看体育陈辉有些无奈,最近他已经感觉身体素质下滑,看来锻炼身体也得提上日程了。
不过还是等质量间隙问题解决后再说吧。
陈辉念头一转,打开电脑,检查了一遍邮箱,每天下午三点,他都会定时检查一遍邮箱,他不仅与舒尔茨经常通过邮件交流,还有丹尼斯也偶尔会给他发来邮件,交流一番纳维斯托克斯方程的进展。
只是可惜陈辉精力有限,目前在纳维斯托克斯方程上的进展并不理想。
打开邮箱,果然,有一封新邮件。
不过并不是舒尔茨,也不是丹尼斯发来的,而是,华夏数学学会。
这是一封邀请函。
华夏数学学会今年的年会将会在今年五月在浙江嘉兴举办,邀请陈辉过去当报告人,汇报一下最新的研究成果。
既然欧洲数学学会的年会都去了,没道理不去华夏数学学会的年会,陈辉当即根据邀请函上的联系方式,联系上了相关工作人员,约定好至少提前半个月,在截止日期前上传自己的报告内容。
对于上传内容,陈辉也有些纠结,杨米尔斯方程存在性证明,已经举行过三次报告会,要是再分享,就颇有点一招鲜吃遍天的感觉了。
但目前已经三月中旬,质量间隙的研究他也没有把握能在半个多月的时间内有突破性进展。
这封邀请函来的时间,的确是有那么一点尴尬了。
“老师,第十三次实验开始了,您要过去看看吗?”
就在陈辉思考时,一头棕发的蔻依走进办公室,蓝色的眼眸中满是疲惫。
这半个月时间,他们已经进行了十二组实验。
根据模型预测出来的模型进行材料合成,但最后的测试结果都差强人意,于是调整参数,修正训练数据,再次进下次模型训练,然后根据结果再次进行下一次实验。
“去。”
陈辉心头一沉,知道自己必须去看看了。
从蔻依的状态也能看出来,现在实验室中大家都是人困马乏,大家一开始的新鲜劲就要过去了,如果再不出成果,就应该放缓节奏,慢慢实验。
搞科研本来就是个慢工出细活的过程,尤其是材料学,在陈辉捣鼓出这个模型之前,材料学更是一门经验学科,水多加面面多加水,不断的去尝试,然后总结规律,进行下一次实验,如果运气好,合成的新材料就符合了预期。
然后就是申请专利,发论文……
至于工业化,那是资本家们的事情,管他们研究者什么事情。
当然,就目前来看,陈辉这个模型也并没有发挥出太大的作用,他们依旧是在一次次的进行毫无结果的实验,唯一的好消息是,他们得到的样品数据每一次都比上一次要好。
即便这个进步微乎其微,但至少是个好消息。
“鄂老。”
来到实验室,陈辉跟鄂维南打了声招呼,这些天一直是他跟肖蒙教授在主持研究。
鄂维南的眼中也出现了明显的疲色。
这里与办公区已经完全分隔开,空气被高效过滤器梳理得近乎无声,只有超净工作台发出低微而恒定的气流嘶鸣。
这里的光线是冷白色的,照亮了每一个不锈钢和石英器皿的棱角,反射出无机质的光泽,空气里嗅不到任何化学品的味道,只有一丝极其微弱的、属于高温烧结过的特种陶瓷的气息。
杨驰此时穿着全套无尘服,正站在一台精密管式炉的控制面板前。
屏幕上跳动着复杂的参数,温度曲线、气体流量、压力读数,炉体本身包裹着银色的保温层,只有中央一段透明的石英管暴露在外,此刻管内空空如也,但炉膛深处正酝酿着炽热。
通过厚重的橡胶手套,杨驰小心翼翼地打开一个特制的双层密封容器,里面盛放的,是这次实验的“心脏”——电子级高纯度金属镓。
它在室温下是液态,像一颗凝聚的水银珠,却闪烁着更为深邃、近乎蓝调的银灰色光泽。
镓珠被极其轻柔地转移到一只经过王水浸泡、超纯水反复冲洗、并在高温下煅烧除气的高纯石英舟中,因为任何微量的钠、钾或过渡金属杂质,都可能毁掉这块未来半导体材料的电学性能。
石英舟被平稳地送入手套箱内的预处理腔,真空泵发出低沉的嗡鸣,将空气抽尽。
随后,高纯氩气注入、置换,如此反复三次,确认氧含量和水汽含量低于亿分之一级别后,石英舟才被转移到与管式炉相连的进样端口。
“启动传输!”
肖蒙低声确认。
气动阀门打开,石英舟在氩气流的保护下,无声地滑入预热至800摄氏度的石英炉管中心区域。
炉内温度在精密热电偶的监控下稳定上升,透过耐高温观察窗,可以看到炉膛逐渐从暗红变为明亮的橙黄,最终在目标温度1200摄氏度附近稳定下来,散发出炽白的光芒,将石英管映照得如同熔融的光柱。
这已经不是陈辉第一次见到实验过程,他全神贯注的盯着气体控制单元,超高纯度,经过多重分子筛和金属吸气剂纯化的氧气,开始以极其精确、微小的流量注入氩气载流中。
氧气比例被严格控制,既要保证充分的氧化,又要避免过快的反应导致晶体缺陷或应力开裂。
陈辉知道,这次他们要制备的是氧化镓,根据模型跑出来的结果,这种氧化物具有更宽的禁带特性,更高的临界击穿场强。
这也是这个模型的强大之处。
只需要输入目标分数陈类,生成器就能输出想要的材料结构。
以往的材料学研究都是凭借经验和运气,进行成千上万次的实验才能最终获得成功,或者永远不会成功。
但现在,他们只需要根据输出的材料结构合成材料即可。
当然,目前来看,这个模型有一定作用,但精度也有限。
“这次应该能有不小的提升!”
鄂维南喃喃自语,在这次修正模型时,他就已经有种冥冥中的预感。
当然,之前每一次修正之后,他也都是这么说的。
炉管内,氩氧混合气体在高温下湍流、扩散。
石英舟中,那颗银灰色的镓珠早已完全熔化,在高温下表面张力使其形成完美的球冠。
当第一个高活性的氧分子撞击到液态镓表面时,镓原子与氧原子结合,在熔体表面形成极其微小的氧化镓晶核,随着氧气持续、稳定地供应,晶核沿着特定的晶面方向生长、蔓延。
这个过程需要极其缓慢——时间以小时计,杨驰不时查看连接在炉管出口的残余气体分析仪屏幕,确保没有异常的副产物峰出现,反应始终在理想路径上进行。
三个小时后,炉温开始按照预设程序缓慢下降,氧气供应早已停止,炉管内重新被纯氩气充满,温度降至安全范围,石英舟被自动传输回手套箱的冷却腔。
当杨驰最终在手套箱的惰性氛围中取出石英舟时,眼前的景象已截然不同。
那颗液态的银珠消失了,取而代之的是一块约几毫米见方、厚度均匀的薄片,它的颜色是独特的浅黄褐色,边缘近乎半透明,对着手套箱内的灯光,能隐约看到内部致密的、略带玻璃光泽的质地。
薄片表面光滑如镜,没有气泡或裂纹,这是精确控制反应速率和气温的成果,虽然是物理专业,但杨驰已经进行过数百上千次的材料制备实验,他的手艺相当不错。
杨驰用镊子极其小心地夹起这片尚有余温的“晶片”,将它放入另一个充满氩气的特制样品盒中,这不过只是个开始而已,接下来,这块晶片将被送往旁边的检测室,接受经受x射线衍射的晶体结构审视、霍尔效应测试对其载流子浓度和迁移率的拷问、原子力显微镜对其表面粗糙度的扫描……
大家稍微松了口气,这次材料制备相当成功,但他们对于制备出来的材料,却并没有抱有太大的期待。
这样的场景,已经重复了十二次。
“氧化镓的晶格常数是1038!”
一道惊呼打破了实验室中的沉闷气氛,这道惊呼来自一直盯着仪器屏幕的邓婷。
只是在第一道检测中,通过x射线检测晶体结构时,氧化镓就表现出了远超正常水平的特异。
通常来说,能带宽度与相邻原子电子云叠加值j成正比,晶格常数越大,j越小,能带宽度越小,则禁带宽度越大!
而目前工业界成熟的半导体材料硅的晶格常数是543,砷化镓的晶格常数是565,但氧化镓的晶格常数直接跳过两位数,来到了三位数,几乎是硅的20倍!
“不用继续检测了,直接通电测数据!”
肖蒙当机立断,这是最简单最快速的检测方式,只是这样可能造成样品的损坏,但她已经迫不及待的想要拿到这块薄片的参数了,反正制备方法他们已经掌握,即便是损坏,也可以再制备一片便是。
“我来!”
刚刚完成几个小时制备的杨驰顾不得疲惫,冲上前去,亲自动手实验。
鄂维南也是快步来到检测室旁,眼中已经有喜色涌动,氧化镓种种不同凡响的表现,似乎已经在谕示着什么了。
很快,在杨驰的操作下,一组组的数据被测量出来。
禁带宽度48-49 ev,远超当前主流半导体硅的11 ev、碳化硅的325 ev和氮化镓的34 ev,
临界击穿场强8mv/cm,是碳化硅(3 mv/cm)的27倍,硅(03 mv/cm)的27倍!
导通电阻理论值仅为硅的1/3000、碳化硅的1/6,在相同电压下损耗降低98!
并且氧化镓可通过熔体法生长大尺寸单晶,成本将大幅度降低,且单晶生长速度更快,这绝对是一种极其优秀的新半导体材料!
第四代半导体材料!
一组组数据先后被测量出来,见证了这一刻的所有人都明白,半导体界新的王者已经出现!
“我们……成功了?”
蔻依似乎还有些不敢相信。
实验室中却早已经陷入一片欢腾,
陈辉也开心的笑了起来,他现在已经知道五月的华夏数学学会年会要汇报什么成果了。
(本章完)