常浩南走到实验室电脑前,看着上面的工艺流程图:
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“启发归启发,半导体材料的外延生长和金属单原子层的外延生长,环境要求和物理机制差别很大……你肯定也不是照搬的。”
说到这里,他突然觉得有些感慨。
类似的对话,当年在自己和杜义山之间发生过无数次。
而如今,身份调转。
“这个倒是。”栗亚波点头,走到电脑旁,熟练地打开了一项分子动力学工程文件,“所以我对衬底和生长材料的界面结合机制做了关键调整……主要是放弃传统的强化学键连接,选择范德华力作为主要的层间相互作用力。”
他指着屏幕上放大的原子结构模型:
“您看,这个镉基的cd(0001)衬底是一种严格的二维材料,表面没有悬挂键。也就是说,它不受晶格常数必须严格匹配的限制。”
屏幕上,cd(0001)晶面的原子排列清晰可见,表面光滑平整。
栗亚波继续解释,“所以,可以像搭积木一样,把不同性质的材料堆垛上去,最终形成形成类似绳结的稳定结构,而每一层都仍然保持各自的性质。”
常浩南此时正在检查工程文件里面的计算过程,但还是很快理解了对方的思路:
“层内是强化学键保证材料本征性质,层间是较弱的范德华力保证堆垛的灵活性和可分离性……你后续还准备用机械剥离法或者液相剥离法来分离单层材料?”
“没错!”栗亚波见老师完全理解,脸上露出笑容,“而且这种范德华力绳结的设计自由度非常高,理论上我们可以开发出无数种组合,应用在各式各样的二维材料上。”
就在这时,实验室的门被推开。
一名助理研究员将刚打印出来的测试报告递了上来。
常浩南接过报告,栗亚波也凑到跟前。
甚至都不用翻页。
第一页上,就是报告的摘要:
·目标材料镓锗合金(ga-ge(0001))成功在cd(0001)衬底上形成。
·薄膜呈现非平面二维形态。薄膜区域具有明显的1x1赝晶结构特征。
·能谱分析显示强烈的金属性特征。同时检测到薄膜内部存在一定应力,建议后续通过退火工艺优化消除。
x mta-01设备在衬底表面检测到了含量约15%-25%的三维纳米团簇,所幸这些团簇分布不均,主要集中于特定区域,理论上可通过后期精细切割进行有效分离。
“总体结果还算积极。”常浩南看着报告,难掩赞许,“首次尝试就能达到这个效果,已经非常惊喜了。”
同时他也感觉到了几分欣慰——
终于,自己的学生可以在学术界,而不是在教育界对自己造成威胁了。
栗亚波却盯着报告中关于纳米团簇的数据,眉头微锁:“老师,我在模拟计算时,特意提高了反应腔的环境温度参数,就是想抑制这种三维岛状生长,理论上不应该有这么大的比例才对……”
常浩南闻言,立刻坐回主控电脑前,调出栗亚波设定的工艺参数和底层算法模型。、
他刚才正好看到了有关内能的部分:
“亚波,你还是稍微被半导体那边的工艺给影响到了。”
栗亚波露出不解的表情。
“你参考的氮化硼工艺,衬底是热解石墨,所以高温环境才有助于提高表面吸附原子的迁移率,同时抑制成核行为,促进二维扩展。”
常浩南指着参数,解释道:
“但我们现在的衬底是cd(0001),反而是需要低温条件才能形成高质量的光滑薄膜”
“!!!”
栗亚波恍然大悟,脸上露出懊恼又庆幸的神色:“我明白了……当时光想着抑制吸附原子的团聚,忘了衬底本身的性质……”
说着坐到电脑前面,开始着手修改计算参数。
“瑕不掩瑜。”常浩南给出了鼓励的评价,“这次实验已经取得了突破性进展,证明范德华外延在金属二维材料制备上的巨大潜力……下一步就是研究如何将ga-ge(0001)进行多层堆迭,实现宏观尺度的负折射透明材料。”
他站起身:
“这项工作,我会亲自负责。”
当常浩南离开合成实验室时,才发现窗外已是夜幕低垂。
他本打算直接回家,但转念一想,又觉得不如趁热打铁,给下一阶段工作起个头。
于是,一股强烈的动力驱使他改变方向,朝着电梯间走去。
但就在电梯门打开的那一刻,上午那份耐高温涂层报告突然闪现在了常浩南的脑海当中!
(本章完)