“新地平線”總部,“創世”實驗室旁的無塵會議室。
時間已經走到了深夜。
壓抑的氣氛,已經在這間小小的會議室裡持續了超過六個小時。攻關小組的所有成員都圍坐在會議桌旁,每個人的臉上都寫滿了疲憊和凝重。
白板上,畫滿了各種複雜的化學式和物理模型。高翔和李振國教授,已經對“介面反應”的機理進行了數十次推演,但每一種推演的結果,都指向同一個令人絕望的結論:在“創世”列印所需的高能量雷射作用下,“冰河一號”中的氫、氮元素,與鎢、矽襯底之間的化學反應,是不可避免的物理規律。
他們嘗試了各種增加“緩衝層”的方案。從氮化鈦、氮化鉭,到各種新型的二維材料,王總師和他團隊的專家們,幾乎將半導體工業中所有已知的介面材料都篩選了一遍。
但結果依舊不理想。
要麼,是緩衝層本身與“冰河一號”發生反應;要麼,是緩衝層與矽基板的熱膨脹係數不匹配,會在低溫下產生更大的應力;要麼,是緩衝層的引入,會帶來額外的“肖特基勢壘”,嚴重影響電學效能。
每找到一條路,都會發現路的盡頭是另一堵更高、更厚的牆。
“我們陷入了一個‘不可能三角’。”王總師摘下眼鏡,疲憊地揉著眉心,“我們需要緩衝層同時具備:化學惰性、力學匹配性和電學純淨性。但這三種特性,在物理層面是相互制約的。比如,化學惰性好的材料,通常是寬禁帶半導體或絕緣體,電學效能就差。而電學效能好的金屬薄膜,又太活潑,容易形成合金,汙染介面。”
他的話總結了數個小時討論的核心困境,讓氣氛更加沉重。
“會不會是雷射能量的問題?”徐濤的軟體組同事吳越老師,提出了一個想法,“我們能不能進一步降低雷射的脈衝能量,只啟用表層原子,避免深層反應?”
“不行。”高翔立刻否定了這個方案,他指著白板上的相圖,“雷射能量一旦低於‘成核閾值’,‘冰河一號’就無法形成穩定的超導相。我們現在用的,已經是理論上的最低能量了。再低,打印出來的就不是超導體,而是一堆無定形的陶瓷粉末。”
李振國教授也補充道:“我們甚至考慮過改變列印環境,比如在超高壓惰性氣體環境中進行。模擬結果顯示,這能一定程度上抑制反應,但無法根除。而且,工藝的複雜性和成本會急劇上升,不具備規模化生產的可能。”
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