第290章 超导芯片 (第2/2页)

在月球上它的表现如何？不仅仅是计算本身，还有稳定性、耗能等等，其他状态到底如何。
　　
　　他们需要先拿个样品出来。
　　
　　以阿波罗科技的能力来说，他们前脚有了样品，后脚就能打到月球上去做测试。
　　
　　月球上的环境什么的都已经准备好了，电能已经具备，阴影区域探索完成，随时可以进行测试。
　　
　　属于是万事俱备只欠东风。
　　
　　“吴工，你们那边进度如何？”林燃同样关注这件事，他大概每周会和技术团队开一次会，技术团队由华为和阿波罗科技共建，人员配比大概在7比3的样子。
　　
　　吴工是这只技术团队的具体负责人，华为半导体条线仅次于梁孟松的资深工程师。
　　
　　第一个月：“教授，我们从FeSe入手，母体FeSe是半导体，Tc只有8K，但单层薄膜在界面效应下，能提升到109K。
　　
　　月球真空环境完美匹配MBE生长，避免氧化。”吴工说
　　
　　团队的研究员们戴着护目镜，操作着设备：先将SrTiO3衬底加热到600°C，清洁表面；然后控制铁源和硒源的蒸发速率，铁原子束强度为0.1单层/分钟，硒过量以确保化学计量比。
　　
　　生长过程中，吴工偶尔纠正参数：“注意衬底温度，过高会导致晶格失配，降低电子-声子耦合，目标厚度是约0.5nm的单原子层。”
　　
　　在第一个样品生长完成后，他们用X射线衍射（XRD）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^-6Torr，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10^5A/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^-7Torr，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