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第290章 超导芯片

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  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3.76Å增加到3.78Å,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/cm²。

  “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<0.1%,Jc在辐射下仅下降5%。

  “林总,它稳定了!

  FeSe的界面超导在真空下完美维持,屏蔽层吸收了80%辐射,Cooper对未破坏。”

  实验人员激动地喊道。

  从失败到成功,仅仅只花了半年时间。

  这一神速换谁来也会为之骄傲。

  而且他们做的是一个能够进行人工智能算法计算的芯片,比基础的demo不知道强多少倍。

  林燃微笑着鼓掌,这是真正意义上的原创,不是追随谁,是从未有人走过的路。

  这里多说两句,像光伏突破,研究员们要集中管理,林燃不用,他的自由度要高得多,同时负责了非常多条线的研究。

  在不同条线的视角里,林燃展现的能力是不一样的,在光伏板块,那些青年学者的感受是数学能力,有种无所不能的数学暴力破解能力,但凡是能够落在数学模型上,林燃就能够给你找到一个精确解,这得益于NS方程的破解。

  而在超导芯片条线,吴工的感受是博学,但凡沾点边的论文,林燃都看过,能说个一二三四五出来,而他说的可能有效,最后都证明了就是有效,导致整个团队无条件信任,推进速度远超预期。

  后续半年时间,对这块芯片样品的测试还在持续,施加磁场至5T,Tc仍保持105K,符合Ginzburg-Landau理论预测的上临界场Hc2~Tc^1.5。

  在温度波动±5K下,芯片稳定,无退化现象出现。

  整合水冰升华散热,在热通量<1W/cm²的情况下,该芯片仍稳定运行。

  .......

  林燃在各大社交平台都有账号,后台私信那更是五花八门,从借钱到找不找老婆小三小四小五、再到自己攻克了强哥德巴赫猜想,总之数不清的私信。

  林燃不看私信,也很少发内容。

  被网友调侃,每次发都要引起震动。

  这次和过去一样,林燃的最新视频悄无声息地就上线了。

  视频没有背景音乐,格外的安静。

  镜头从地球蓝色的弧线拉远,穿越漆黑的太空,直奔月球南极的沙克尔顿陨石坑。

  画面中,永久阴影区一片漆黑,旁边的温度计显示“100K”。

  一颗肉眼可见的芯片出现在镜头里。

  随后镜头切换到实验室设备,MBE腔体嗡嗡运转,铁原子和硒原子蒸发,层层沉积在SrTiO3衬底上,形成单层FeSe薄膜。

  画面快闪研发过程,有画面但没有参数,专业人士也最多看个大概。

  测试画面:真空模拟舱内,温度降至100K,质子束能量1MeV轰击;显示器上数据流动。

  画面切换到火箭升空,芯片随月球车着陆沙克尔顿陨石坑。

  发了视频之后,林燃又跟着发了个动态:“超导芯片实验效果完美,即将奔向月球。”

  随后又发了条动态:“忘了说,这次去月球的项目很丰富,一共三个宇航员的名额,我们计划开放一个,有没有人想去的?我本人会亲自上去,有想跟我一起去月球见证奇迹的可以联系我们。

  PS:收费不斐,量力而行。”

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